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Hydraulic Technology360《华东科技》水文监测中ADCP 流量测验与误差控制举措姚春捷（南京水利水文自动化研究所，江苏 南京 210012）摘要：声学多普勒流速剖面仪英文简称ADCP。
由于在实际应用过程当中所具有的一系列优势，被人们广泛的应用在有关于和流量监测的工作当中。
在应用的时候只要注意相应的方式方法就能使测量结果的准确性得到强有力的保障，同时还能够在一定程度上降低相关工作人员的工作量。
由于这些优点的存在，该仪器受到了人们的广泛欢迎。
然而在该仪器实际应用的过程当中，由于各种因素的影响其结果的准确性不易受到保障。
因此工作人员在使用该项仪器的过程当中，需要结合河流的实际情况采取一系列科学合理的方式方法进一步加大对误差的控制力度。
本文对水文监测中ADCP 流量测验与误差的控制进行了全方位的分析，希望通过本文可以为相关工作提供一些参考。
关键词：水文监测；ADCP；流量测验；误差控制在水流监测相关工作正式进行的过程当中，为了对水资源进行更有效的保护，人们为其设立了多项内容。
在这些诸多的内容当中，流量测验活动是非常重要的一个环节。
通过流量测验相关工作的顺利进行，可以使得相关部门得到该条河流中水位和流量之间的密切关系，并且按照水位的实际情况判定该条河流的流量情况。
随着我国科学技术的不断向前发展，为了使得流量监测相关工作进行得更加顺利，人们为其研发了各种设备辅助该项工作的进行。
在诸多的仪器设备当中，ADCP 由于在实际应用中所具有的一系列优势逐渐在流量监测工作中取得了愈加广泛的应用。
通过ADCP 的合理利用，可以使得流量监测的自动化水平得到实质性的提升。
然而如果在应用ADCP 的过程当中，由于各种因素的干扰使其受到了流沙河床磁场等影响，其结果的准确性很难得到有效的保障。
因此，现场工作人员需要采取一系列科学合理的方式方法对其产生的误差进行严格的控制工作。
1 ADCP 流量测验基本原理及方法 1.1 ADCP 流量测验基本原理 ADCP 通过向水体发射一个（一对或一组）声脉冲，这些声脉冲碰到水体中悬浮的且随水体运动的颗粒后产生反射波，发射声波的频率和回波的频率会产生频率的改变，其频率差为： 2d V F F C 在ADCP 实际应用的过程当中，每一个换能器轴线都可以表将其表现为一个声速坐标，而三个换能器轴线就可以形成一组空间声速坐标。
声学多普勒流量测验规范 2021声学多普勒流量测验（DopplerFlowTesting）一种用于确定和检测流体流动状态的特殊技术。
它可以用于探测流体的流动速度、密度和流量，并为管道的充放气操作提供可靠数据。
在2021年，专业机构出台了声学多普勒流量测验规范。
在声学多普勒流量测验中，标准工艺是利用多普勒效应来检测流体流动的速度、密度和流量。
具体而言，它要求将套管插入流体流管，并在其中安装音叉。
然后向流体中发射声波，并记录声波衍射出来的频率变化，即可以推算出流体流动的速度和量。
为了确保测量结果的准确性，2021年成立了声学多普勒流量测验规范，主要包括以下几点：1、设备的选择：测量设备必须经过严格的认证和测试，确保设备精度和可靠性。
2、流量测量方法：检测时，应确保流体流动是恒定的，同时也要考虑流量测量点的位置，注意减少测量误差。
3、数据处理：检测完毕后，流量测量的结果应及时处理，针对不符合要求的结果也应及时进行调整和重新计算。
4、安全措施：测量过程中要求实行有效的安全管理，采取有效的安全措施，防止意外的发生。
2021年新版的声学多普勒流量测验规范，既保护了测试设备，又能提供准确可靠的测量数据。
它为管道系统提供了更完善、更科学的检测性能，为企业管理流体运动提供了重要的帮助。
声学多普勒流量测验规范，不仅体现了专业机构对流体监测的重视，也更有利于提高流量测量的精度，为企业提供更完善的服务。
它的出现，不仅能提高流体管道系统的效率，也能有效防止安全事故的发生，使企业及其他使用单位安全可靠地使用管道系统。
综上所述，声学多普勒流量测验规范2021版在检测流体流动状态方面起到了巨大作用。
它不仅为企业提供了可靠的数据参考，还为正确操作流体管道系统提供了可靠的技术支撑。
随着关注度的提高，声学多普勒流量测验规范将被渐渐推广到更多的领域，对全球流量测量技术的发展将起到更大的作用。
多普勒流量计企业标准
答案：
多普勒流量计的企业标准主要关注于技术参数、测量范围、精度、供电方式、输出信号等方面。
技术参数：多普勒流量计适用于河道、渠道、下水道等流量测量，测量种类包括流速、流量、水深等。
流速范围为0.03m/s～5.0m/s，测量分辨率为1mm/s，流速精度为测量流速的±2～3%。
水深范围为0.02～3m或0.02～10m（最小水深:30cm），分辨率和水深精度分别为1mm和±5%。
温度范围为0～60ºC，分辨率0.1ºC。
流量范围从1升/秒至99999999立方米/小时。
供电与输出信号：多普勒流量计支持电池供电或12VDC供电，也可以接受外供电。
输出信号支持RS485、MODBUS协议，并且提供4~20mA、RS232/485等多种输出方式。
此外，还支持GPRS型RTU无线传输器进行无线传输。
产品特点：多普勒流量计具有IP68等级防护，测量精度±5%，低功耗设计，支持6v供电。
产品具有超声波发射功率调节功能，适用于超大管径、厚管壁、水泥内衬等复杂应用环境。
较大的LCD液晶屏提供更多信息，实现菜单式的人机界面。
此外，全国团体标准信息平台提供了关于声学多普勒流速仪的技术要求，包括仪器安装、系统检测、数据采集与处理及精度指标等，适用于天然河流、湖泊、水库等多种水体流速流量的测验。
北京市地方计量技术规范则对超声多普勒流量计的测量结果不确定度进行了评定，提供了校准依据和环境条件等信息。
这些标准和规范共同确保了多普勒流量计的性能和测量的准确性，适应于各种应用场景。
多普勒超声波流量计技术参数
多普勒超声波流量计是一种非侵入式的流量测量仪器，广泛应用于各个领域，包括化工、石油、医疗等。
其技术参数是评估其性能的关键因素之一。
多普勒超
声波流量计技术参数包括以下几个方面：
1. 测量范围：多普勒超声波流量计的测量范围是指其可测量的液体流量范围，通常以流量单位表示。
不同型号的多普勒超声波流量计具有不同的测量范围，用户应根据实际需要进行选择。
2. 测量误差：多普勒超声波流量计的测量误差是指其测量值与实际值之间的偏差。
测量误差通常以百分比或绝对误差表示。
测量误差越小，代表多普勒超声波流量计的测量精度越高。
3. 测量精度：多普勒超声波流量计的测量精度是指其测量值的稳定性和准确性。
测量精度越高，代表多普勒超声波流量计的测量结果越可靠。
4. 测量流体：多普勒超声波流量计可以测量各种液体，包括腐蚀性液体、高粘度液体等。
在选型时，用户应根据实际需要选择适合的测量流体。
5. 适用管径范围：多普勒超声波流量计适用于不同管径范围的管道。
不同型号的多普勒超声波流量计具有不同的适用管径范围，用户应根据实际需要进行选择。
综上所述，多普勒超声波流量计的技术参数包括测量范围、测量误差、测量精度、测量流体以及适用管径范围等几个方面。
用户在选择时应根据实际需要进行综合考虑，并选择符合自己需求的型号。
超声波流量传感器之多普勒法
分别声源移动和观察者移动时，观察者收到的频率计算公式是不一样的。
一、
设声源S，观察者L分别以速度，在静止的介质中沿同一直线同向运动，声源发出声波在介质中的传播速度为，且小于，小于(非超声速运动)。
声源发出频率为,波长为的声波，观察者接收的是频率为的声波。
观察者接受到的声波的频率为：：
（1）当观察者和波源都不动时，Vs=0,Vl=0,由上式得= ；
（2）当观察者不动，声源接近观察者时，观察者接受到的频率为，此时频率大于原来的频率；
（3），当声源不动，观察者远离时，；
二、
对于本题，发射端换能器发出频率为的声波，散射体远离声源，此时相当于第三种情况，那么散射体接收的频率就应该是：
；
但此后，散射体相当于声源，发出频率为的声波，远离观察者，此时计算应该是第二种情况，即：
而如果仍然按第三种情况计算，就得到您课件上的情况：
这样，多普勒频移就是：
从而可以求得散射体流动的平均速度是：
速度求出，流量则可知。
{A}电波流速仪利用{.XZ}，使用时仪器不接触水体，依靠向水面发射微波和接收回波来远距离测量水面流速。
（A）电磁感应原理（B）微波多普勒效应（C）超声波衰减原理（D）激光衍射原理{B}B{A}{.XZ}在河流中使用基本和转子式流速仪相同，但传感器必须有自动对准水流的导向装置，使仪器正对水流。
（A）电磁点流速仪（B）电波流速仪（C）时差法声学流速仪（D）ADCP {B}A{A}时差法声学流速仪一般将两个或多个探测声波的传感器安装在两岸滑道上，同步升降测量断面上{.XZ}的平均流速。
（A）各测点（B）全断面（C）各垂线（D）各水层{B}DB-C-A—014 G 3 5现代新型测流仪器应用{A}下列测速测流仪器中，可以入水作业的是{.XZ}。
（A）电波流速仪（B）时差法声学流速仪（C）电磁流速仪（D）声学多普勒流速仪ADV{B}BCD{A}利用电波流速仪测速时，{.XZ}可以使仪器的反射信号加强，有利于测速工作。
（A）较大的流速（B）较深的垂线水深（C）较大的水面波浪（D）较多的水面漂浮物{B}ACDB-C-A —014 C 3 5现代新型测流仪器应用{A}现代新型测流仪器主要是指以声、光、电、磁等的基本原理研制的，具有自动、快速、精确等特点，区别于传统测流器具的测速或测流仪器。
{B}√{A}电波流速仪利用微波多普勒效应，可测量垂线上任意一点的流速。
{B}×B-C-A—015 B 3 5声学多普勒流量测验{A}当利用声学多普勒剖面流速仪进行走航式流量测验时，全球定位系统、测深仪等外接设备的刷新频率或采样频率宜{.XZ}声学多普勒流速仪流量测验的采样频率。
（A）等于（B）大于（C）小于（D）接近{B}B{A}横向流量测验是将声学多普勒流速仪{.XZ}安装，测量{.XZ}方向的流速分布。
（A）水平…垂直（B）垂直…水平（C）垂直…垂直（D）水平…水平{B}D{A}利用声学多普勒剖面流速仪进行走航式流量测验时，船舶驾驶员应熟悉 {.XZ}。
（A）仪器的结构性能（B）仪器参数的优化设置（C）测验断面附近河流的水深、水流情况（D）河流洪水的水文泥沙特性{B}CB-C-A—015 G 3 5声学多普勒流量测验{A}利用声学多普勒剖面流速仪进行走航式流量测验之前，应根据{.XZ}等设置声学多普勒流速仪的工作参数。
（A）断面情况（B）可能最大流速（C）测船动力情况（D）使用人员技术水平{B}ABC{A}声学多普勒剖面流速仪按用途和安装方式可分为{.XZ}等类型。
（A）跟踪式（B）走航式（C）俯仰式（D）定点式{B}BDB-C-A—015 C 3 5声学多普勒流量测验{A}利用声学多普勒剖面流速仪进行走航式流量测验时，必须外接全球定位系统（GPS）。
{B}×{A}由于声学多普勒剖面流速仪具有良好的技术性能，因此对操作人员不需要专门的技术培训。
{B}×B-C-A—016 B 3 5声学多普勒流速仪的安装{A}利用声学多普勒剖面流速仪进行走航式流量测验，在给仪器通电之前，应确认{.XZ}。
（A）仪器探头具有保护装置（B）所用的安装支架为非磁性材料（C）仪器安装位置正确（D）信号线、电源线连接正确{B}D{A}利用声学多普勒剖面流速仪进行走航式流量测验时，需要外接GPS的，GPS天线宜安装在声学多普勒流速仪正上方平面位置{.XZ}以内。
（A）0.5 m（B）1 m（C）1.5 m（D）2 m{B}B{A}采用定点式声学多普勒流速仪进行流量测验的，信号线、电源线的连接处应采取{.XZ}。
（A）水密措施（B）防腐蚀措施（C）抗水流冲击措施（D）紧固措施{B}AB-C-A —016 G 3 5声学多普勒流速仪的安装{A}利用声学多普勒剖面流速仪进行走航式流量测验，其安装的支架应{.XZ}。
（A）采用非磁性材料（B）结构简单、灵活方便、安全可靠（C）防腐、防锈蚀（D）增加重量、增强稳固性能{B}ABC{A}利用声学多普勒剖面流速仪进行走航式流量测验时，仪器探头的入水深度，应根据{.XZ}等因素综合考虑，使探头在整个测验过程中始终不会露出水面。
（A）测船航行速度（B）测船吃水深度（C）河床组成和岸边情况（D）水流流速和水面波浪大小{B}ABDB-C-A—016 C 3 5声学多普勒流速仪的安装{A}安装走航式声学多普勒流速仪时，在垂直方向上应保证仪器纵轴垂直，呈自然悬垂状态。
{B}√{A}利用定点式声学多普勒流速仪进行水平方式的流量测验时，仪器的安装位置应保证换能器处于自然悬垂状态。
{B}×B-C-A —017 B 3 5声学多普勒流速仪走航式流量测验{A}利用走航式声学多普勒流速仪进行流量测验时，流量相对稳定的，应进行{.XZ}测回断面流量测量，取均值作为实测流量值。
（A）2个（B）3个（C）4个（D）2～4个{B}A{A}利用走航式声学多普勒流速仪进行流量测验时，垂线流速流向测验时间应不少于{.XZ}，以减小水流脉动引起的误差。
（A）10 s（B）20 s（C）30 s（D）50 s{B}C{A}利用走航式声学多普勒流速仪进行流量测验时，盲区的设置应{.XZ}厂商推荐的最小盲区。
（A）等于（B）接近（C）不大于（D）不小于{B}DB-C-A —017 G 3 5声学多普勒流速仪走航式流量测验{A}利用走航式声学多普勒流速仪进行流量测验的主要程序包括{.XZ}等。
（A）测验前的准备工作（B）现场进行流速、流向、流量等的测验计算操作（C）仪器的检定与维修（D）流量测验文件编制和存档{B}ABD{A}利用走航式声学多普勒流速仪进行流量测验时，下列内容中，{.XZ}属于对测量数据进行审查的主要方面。
（A）测船航速是否过快（B）有没有作底沙运动检测（C）仪器参数设置是否正确（D）盲区设定是否正确，插补方法是否恰当{B}ABCDB-C-A —017 C 3 5声学多普勒流速仪走航式流量测验{A}利用走航式声学多普勒流速仪进行流量测验时，测验成果应使用声学多普勒流速仪专用流量测验记录表进行记载。
{B}√{A}由于利用走航式声学多普勒流速仪进行流量测验时具有自动化程度高等技术优势，因此测量数据成果不需要进行检查。
{B}×B-C-A—018 B 3 5声学多普勒流速仪定点测验{A}利用定点声学多普勒流速仪流量测验中的垂向代表线法进行流量测验时，应适当安排水道断面的{.XZ}，以减小借用断面带来的误差。
（A）测量次数（B）测量范围（C）测量时机（D）测量精度{B}A{A}定点声学多普勒流速仪流量测验中的垂向代表线法流量测验，采用的代表线数目及位置应通过{.XZ}确定。
（A）经验判断（B）上级规定（C）相邻站类比（D）比测、分析{B}D{A}利用定点声学多普勒流速仪流量测验中的垂向代表线法进行流量测验时，应收集不同水位级的流量测验相关关系率定资料，各水流条件关系率定的样本数应大于{.XZ}。
（A）10（B）20（C）30（D）50{B}CB-C-A —018 G 3 5声学多普勒流速仪定点测验{A}定点声学多普勒流速仪流量测验包括{.XZ}。
（A）走航式流量测验（B）船测多线法流量测验（C）垂向代表线法流量测验（D）横向流量测验{B}BCD{A}利用定点声学多普勒流速仪进行流量测验时，需要插补盲区流速，盲区流速可按{.XZ}等方法插补。
（A）指数流速分布（B）常数流速分布（C）正弦流速分布（D）经过率定的其他流速分布{B}ABDB-C-A —018 C 3 5声学多普勒流速仪定点测验{A}定点声学多普勒流速仪流量测验中的垂向代表线法流量测验，采用的代表线数目及位置应由经验判断确定。
{B}×{A}定点声学多普勒流速仪流量测验中的垂向代表线法，其测速频次可根据水情变化、模型推流的需要确定。
{B}√B-C-A —019 B 3 5声学多普勒流速仪流量测验误差与精度控制{A}横向流速实测区间的代表性误差，是{.XZ}的误差来源之一。
（A）走航式流量测验（B）船测多线法流量测验（C）垂向代表线法流量测验（D）横向流量测验{B}D{A}测速垂线数目不足导致的误差，是{.XZ}的误差来源之一。
（A）走航式流量测验（B）船测多线法流量测验（C）垂向代表线法流量测验（D）横向流量测验{B}B{A}采用含30个脉冲的数据组的平均值，可以减小噪声引起的流速误差和{.XZ}引起的流速测量误差。
（A）水深变化（B）水面波浪（C）含沙量脉动（D）流速脉动{B}DB-C-A —019 G 3 5声学多普勒流速仪流量测验误差与精度控制{A}走航式声学多普勒流速仪流量测验的误差来源包括{.XZ}等。
（A）盲区流速插补方法产生的误差（B）船速测量误差（C）水位、水深、水边距离测量误差（D）仪器入水深度测量误差{B}ABCD{A}控制声学多普勒流速仪流量测验中可能产生的误差的措施包括{.XZ}。
（A）使用价格高的声学多普勒流速仪（B）选取合适的垂线经验公式进行盲区流速插补（C）定期校准声学多普勒流速仪（D）采用含30个脉冲的数据组的平均值，减小噪声和脉动引起的流速测量误差{B}BCDB-C-A —019 C 3 5声学多普勒流速仪流量测验误差与精度控制{A}对声学多普勒流速仪，应定期进行校准。
{B}√{A}借用断面面积与断面实际面积之间的误差属于走航式流量测验的误差源。
{B}×B-C-A —020 B 3 5声学多普勒流速仪检查与保养{A}每年应在汛前定期对声学多普勒流速仪应用进行一次全面系统的检查，包括仪器设备检修和{.XZ}两部分。
（A）硬件更换（B）软件升级（C）技术人员培训（D）精度检测{B}C{A}声学多普勒流速仪的电缆线应放在专用箱中，且保持自然状态，不应有{.XZ}。
（A）扭曲变形（B）弯曲盘绕（C）相互叠压（D）切断电源{B}A{A}当发现声学多普勒流速仪的探头表面有附着物时，应用光滑的软布蘸{.XZ}小心拭去。
（A）酒精（B）丙酮（C）草酸（D）清水{B}DB-C-A —020 G 3 5声学多普勒流速仪检查与保养{A}在{.XZ}情况下，应对声学多普勒流速仪进行与转子式流速仪的比测、分析。
（A）仪器正式使用前（B）仪器有较大的硬件、软件升级后（C）恢复或重新安装被破坏的仪器软件后（D）对严重损坏的仪器硬件维修或更新后{B}ABD{A}声学多普勒流速仪设备检修一般应包括{.XZ}等。
（A）探头检查（B）防腐蚀部件检查（C）电缆（信号）线检查（D）软件防病毒检测{B}ABCB-C-A -020 C 3 5声学多普勒流速仪检查与保养{A}在每次测量开始前和结束后，应对声学多普勒流速仪进行检查。
{B}√{A}每年应在年底定期对声学多普勒流速仪进行一次全面系统的检查。
