声学多普勒流速仪ADV

声学多普勒流速仪测量湍流流速的峰值降噪方法张鹏;杨胜发;胡江;陈阳【摘要】声学多普勒流速仪常用于测量水流三维瞬时流速，受外界以及仪器自身等多种因素影响，采集的流速时间序列中不免存在噪声干扰。

为了获取真实反映湍流瞬时紊动过程中的高频流速信号，需对流速仪测量流速信号中含有的噪声值进行过滤，为此提出了一套流速信号预处理方法。

先对大于3.5倍样本标准差的流速数据进行修正；其次分析样本中局部区域数据的变化情况，对大于2倍局部样本标准差的数据进行插值修正；根据傅里叶线性变换性质，提出从流速信号功率谱中过滤掉仪器固有噪声功率谱。

水槽实验数据分析结果表明：调整数据量不超过总数的12%，符合柯尔莫戈洛夫的-5/3次幂频率增加规律，对高频噪声降噪作用明显，为湍流瞬时紊动过程分析提供了更为准确的方法。

%ADV was usually used to measure three-dimensional momentary velocities of turbulent flow. However, this method is sensitive to external environment and instrument itself, which can lead to spike noise in collecting velocity time series. In order to obtain the true and high-frequency velocity signals of instantaneous turbulent flow, a new velocity signal pretreatment method should be put forward to filtrate the noise signal. Firstly the velocity data that is 3. 5 times greater than sample standard deviation was revised;then the data signal variation of local area in sample is analyzed and furthermore the velocity data that is 2 times greater than sample standard deviation was reversed by interpolation method. So the power spectrum filtering method for filtrating instrument noise was put forward based on Fourier linear transformation. The analysis results of experimental datashows that the number of mended data is less than 12% of the total;the velocity power spectrum of processed data is more aligned with Kolmog-orov power spectrum. The proposed method has an obvious effect in despiking of high frequency noise, which provides more accu-rate analysis basis for turbulence characteristics analysis.【期刊名称】《人民长江》【年(卷),期】2016(047)008【总页数】4页(P76-79)【关键词】ADV;峰值降噪;功率谱;数据处理【作者】张鹏;杨胜发;胡江;陈阳【作者单位】重庆交通大学国家内河航道整治工程技术研究中心，重庆400074; 重庆交通大学河海学院，重庆400074;重庆交通大学国家内河航道整治工程技术研究中心，重庆400074; 重庆交通大学河海学院，重庆400074;重庆交通大学国家内河航道整治工程技术研究中心，重庆400074; 重庆交通大学河海学院，重庆400074;重庆交通大学国家内河航道整治工程技术研究中心，重庆400074; 重庆交通大学河海学院，重庆400074【正文语种】中文【中图分类】TV14声学多普勒流速仪(ADV)因其能够以高频采样的方式获取水流单点三维瞬时流速，且采样体积小、操作简捷、野外测量方便，而广泛应用于明渠湍流流速测量中[1]。

走航式声学多普勒流速仪检查方法探究目前我国许多的流速仪的设计与应用环境和国内内陆的河流情况不能够相互适应，这就在一定程度上影响了对河流的测量精度，从而影响对河流的研究和分析。

走航式声学多普勒流速仪能够有效地提高河流流量的测量精度，减少测量误差，这就给我们的研究带来了极大的方便，本文主要对走航式声学多普勒流速仪进行相应的研究和分析，努力解决出现的问题，减小设备的测验误差，提高流速仪的工作效率。

标签：声学；多普勒流速仪；检查引言众所周知现在的水文测验最主要的项目就是河流的流量测验，准确无误的水温测验对防汛抗旱和水资源管理等都有着非常重要的作用，由于各河流的汇流情况不同，加上各地区的气象情况多变等多种不确定因素，使得在流速的测验过程中有很多的问题难以解决。

走航式声学多普勒流速仪由于有着较高的测量精度，因此在我国内陆的河流测验中有着非常广泛的运用，但是声学多普勒流速仪在测验的过程中容易受到断面水流的冲击和水流环境、河底泥沙的影响，从而使得测量结果出现较大的偏差，这就会降低流速仪的测量精度。

1、走航式声学多普勒流速仪的过程控制1.1 流速仪的设备安装走航式声学多普勒流速仪的安装有着明确的要求规范，在多年的比测分析中发现，能否正确的安装流速仪对于流速仪的测量使用有着直接的影响关系。

安装时应尽量使外接设备与测船一体，不能有松动或不牢固的连接；因为肉眼不能直接对外部罗经的安装进行准确的估测，所以可以通过在断面上施测一个来回来确定外部罗经的以及声学多普勒流速仪探头方向的偏差和磁偏差，并检查声学多普勒流速仪的底跟踪是否满足要求。

GPS天线应安装在声学多普勒流速仪的正上方，若其安装的位置不当，就会使得测量的速度与实际速度有偏差，在转弯处偏差较大时，会使得船速的测量受到影响，导致整体的测量不够准确。

1.2 断面的测量断面的测验主要是断面半测回，即在起点位置调整好航向，在起点和终点的位置停留尽量超过五组脉冲信号，水深时应尽量靠近岸边。

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1）建议阅读●我们建议阅读有关该仪器的运行原理。

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●如果需要关于该仪器的硬件及软件的具体资料，请查阅该仪器的操作手册。

●看该仪器操作手册的第3 部分以便获得更多的提示。

2）快速开始●打开仪器后盖将电池装入。

●按on/off 键1 秒钟开机，按住4 秒钟关机。

●从主菜单按1 可进入参数设置菜单。

o 按Enter 键可以进行多屏的功能显示转换。

o 用菜单中的条款可以改变影响数据收集的参数。

●在主菜单里按2 可以进入系统功能菜单。

o 按Enter 键可以进行多屏的功能显示转换。

o 用菜单中的条款可以进入该仪器的诊断程序。

●收集试验数据的设置。

o 从参数设置菜单中选择数据收集的方式（普通/流量）。

2o 从主菜单按3 开始数据收集。

o 随着屏幕的快速显示，用Next Station 键和Prev.Station 键，选择测量地点，用Set 键设置各种参数。

o 看仪器操作手册第4.5 部分，描写了普通测量和流量测量的过程。

3）计算机软件的安装●软件用于从仪器下载文件，给ASCⅡ文本数据文件，并且可以执行系统诊断。

●将仪器的软件CD 放入计算机光驱。

●放入后，计算机将自动显示一个安装菜单。

o 如果放入后几秒安装窗口没有出现，键入Start|Run 并且输入d:/install.exe.这里的d 指的是计算机的光驱。

●在菜单中，按FlowTracker Software Instalation 键。

●随屏幕上的安装指令操作。

●看仪器操作手册第6.1 部分可以获得详细的介绍。

4）从仪器下载数据文件●用电源/通讯电缆线连接流速仪和计算机。

●用Start|Programs|SonTek Software|FlowTracker 开始运行仪器软件.●用SonRecW 运行数据下载软件。

{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}。

[优质文档]《声学多普勒流速仪测流标准》20060304 ICS 17.120P 12SL中华人民共和国水利行业标准SL337—2006声学多普勒流量测验规范 Code for discharge measurement of acoustic Doppler current2006-04-24发布 2006-07-01实施中华人民共和国水利部发布中华人民共和国水利部关于发布《声学多普勒流量测验规范》SL377—2006的通知水国科〔2006〕×××号部直属单位，各省、自治区、直辖市水利(水务)厅(局)，各计划单列市水利(水务局)，新疆生产建设兵团水利局:经审查，批准《声学多普勒流量测验规范》为水利行业标准，并予以发布。

标准编号为SL ×××—2006。

本标准自2006年×月×日起实施。

标准文本由中国水利水电出版社出版发行。

二,,六年××月××日前言根据水利部水利水电技术标准制定计划，按照《水利技术标准编写规定》(SL1—2002)的要求，编制了《声学多普勒流量测验规范》(SL×××—2006)。

《声学多普勒流量测验规范》共7章79条和4个附录，主要技术内容有: ——声学多普勒流量测验要求;——声学多普勒流速仪安装方法;——走航式声学多普勒流量测验方法及规定;——定点式声学多普勒流量测验方法及规定;——流量测验误差分析及精度控制;——仪器检查与保养规定。

本标准为全文推荐。

本标准批准部门:中华人民共和国水利部本标准主持机构:水利部水文局本标准解释单位:水利部水文局本标准主编单位:水利部长江水利委员会水文局本标准参编单位:水利部黄河水利委员会水文局水利部珠江水利委员会水文局广东省水文水资源勘测局本标准出版、发行单位:中国水利水电出版社本标准主要起草人: 刘东生金兴平朱晓原周凤珍魏进春李平叶德旭蒋建平胡国栋高键田淳姚章明郑道贤王志毅黄双喜张留柱原金勇宋政峰田水利本标准审查会议技术负责人:姚永熙本标准体例格式审查人:曹阳目次1 总则 ..................12 声学多普勒流量测验总体要求 .2 2.1 走航式流量测验的一般要求 ...... 2 2.2 定点式流量测验的一般要求 ...... 3 2.3 操作的一般要求 ................ 4 3 声学多普勒流速仪的安装 .....6 3.1 走航式声学多普勒流速仪的安装 .. 6 3.2 定点式声学多普勒流速仪的安装 .. 7 4 走航式声学多普勒流量测验 ...8 4.1 准备工作 ...................... 8 4.2 现场操作 ...................... 8 4.3 流量测验 (11)4.4 流速流向测验 ................. 11 4.5 流量测验文件编制和存档 .......12 5 定点声学多普勒流速仪流量测验15 5.1 船测多线法流量测验 ...........15 5.2 垂向代表线和横向流量测验 ..... 15 6 流量测验误差来源及精度控制 17 6.1 声学多普勒流速仪流量测验误差来源17 6.2 声学多普勒流速仪流量测验精度要求18 7 声学多普勒流速仪检查与保养 21 附录A 声学多普勒流速仪专用名词23 附录B 测验成果记载表格式 ....25 附录C 走航式声学多普勒单次流量计算方法32 附录D 声学多普勒流量测验比测分析报告编写要求36标准用词说明 .................39 条文说明 . (41)1 总则 1.0.1 为统一声学多普勒流量测验与分析计算等方面的技术要求，规范其在水文资料收集中的应用，保证测验成果精度，满足水文资料整编要求，特制定本标准。

adv多普勒声学多普勒流速计导出文件缺失【知识】主题：adv多普勒声学多普勒流速计导出文件缺失导语：adv多普勒声学多普勒流速计（Acoustic Doppler Velocimeter，简称adv）是一种常用的流速测量仪器。

然而，使用adv时往往会遇到导出文件缺失的问题。

本文将对adv导出文件缺失问题进行深度探讨，并提供解决方案，以帮助广大研究人员高效地处理这一问题。

1. adv多普勒声学多普勒流速计简介adv多普勒声学多普勒流速计是一种通过利用声波频率移位原理测量流体流速的仪器。

它能够精准地测量流体中的流速信息，广泛应用于实验室研究和工程实践中。

然而，使用adv时研究人员常常会面对导出文件缺失的问题，给数据分析和结果验证带来不便。

2. adv导出文件缺失的原因adv导出文件缺失可能由多种原因引起，下面列举了几个常见的原因：2.1 仪器设置错误：adv需要正确设置参数才能进行数据导出。

如果参数设置不正确，导出文件可能会缺失。

2.2 存储空间不足：adv采集的数据量庞大，如果存储设备的空间不足，导出文件可能会被截断或丢失。

2.3 电源中断：adv是一个复杂的仪器，它需要稳定的电源供应。

如果电源中断，导出文件可能无法完整保存。

3. 解决adv导出文件缺失的方法针对adv导出文件缺失问题，以下是几种解决方法供参考：3.1 检查仪器设置：在使用adv之前，请仔细检查仪器的设置参数是否正确。

确保参数设置合理，以免导致导出文件缺失。

3.2 确保足够的存储空间：提前检查存储设备的可用空间，并确保其足够大以容纳adv所产生的大量数据。

如有需要，可以及时清理存储设备，释放空间。

3.3 稳定电源供应：adv使用期间，应尽量确保电源供应的稳定性。

可以采用备用电源或稳压电源来避免电源中断带来的数据丢失风险。

4. 个人观点和思考在处理adv导出文件缺失问题时，我认为我们应该注重仪器设置和稳定性的保证。

仪器设置的正确性对于数据的有效导出至关重要，而稳定的电源供应可以避免不必要的数据丢失。

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Value Engineering———————————————————————作者简介:林培勇（1972-），男，广东潮安人，助理工程师，本科，主要从事水文测验整编及水文水资源分析与评价工作。

1基本概况1.1水文站基本概况陈桥水文站位于广东省潮州市湘桥区凤新街道陈桥村（位置示意图见图1），建于2002年，是北关引韩的控制站，韩江流域的二类基本水文站，该站常规测验项目有水位、流量。

北关引韩是在韩江北关段竹竿山坡脚引入韩江水，主要为潮州市湘桥区、潮州市潮安区、揭阳市揭东区提供部分饮用和农田灌溉及工业用水服务。

1.2所用的常规测流方法陈桥水文站常规测流是采用人工拖拉搭载SonTek M9（以下简称M9）的三体船于基上35m 流速仪测流断面处进行测流，并通过临时曲线法进行定线推流。

由于受上游北关引韩调控和下游渠道分流共同影响，水位流量关系非常紊乱。

为保证资料的准确性和可靠性、提高测验效率，陈桥水文站引进了福建澳泰公司的ADV 超声波多普勒流量计（以下简称：ADV 流量计）进行安装并试用研究。

2ADV 流量计测流原理所谓声学多普勒效应[1]，是指：声源和观察者发生相对运动时，观察者所接收到的声音频率将与声源初始所发出的频率不一样。

这个由于物体的相对运动而产生的频率差异，正比于两物体的相对运动速度。

ADV 超声波多普勒流量计的测量原理主要依赖于物理学中的声学多普勒效应。

ADV 超声波多普勒流量计运用超声波多普勒效应进行流量测量时，超声波发射器不断发射固定频率的声源，流体中的固体颗粒起了与声源产生相对运动，超声波经过固体颗粒反射回接收器上。

发射器发射的声波与经固体颗粒反射后的声波之间存在频率差异，这个差异被称为声波的多普勒频移，与流体流速成正比关系。

所以，如果测量得到这个频率差异，则可求得被测流体对应的流速，进一步推算得到流体的流量。

而运用超声波多普勒流量计测量流体流速的一个前提条件是：应有一定数量能反射声波的固体粒子或气泡等两相介质存在于被测流体介质中，这种介质被称为两相流流体。

声学多普勒流速剖面仪 (ADCP) 的应用实例声学多普勒流速剖面仪 (ADCP) 是一种融合了多学科技术而研制的新型测速声呐设备，作为水声技术的一个典型应用，作为一种测速仪器，ADCP 在水运工程 (包括内河和海洋工程) 中得到了广泛应用，对于声学多普勒测流技术的研究日益受到人们的关注。

目前测流仪器种类繁多, 按照工作原理的不同可以分为机械式海流计、压力式海流计、电磁式海流计以及声学海流计等。

现在大量运用的是声学多普勒海流计。

声学多普勒海流计采用声遥测方式，对被测流场无干扰，能够获得高精度的速度信息，被国际海委会定为4 种先进的海洋观测仪器之一，因此ADCP 成为当前广泛采用的测流仪器，是水资源调查中必不可少的重要测验设备。

通过ADCP 在具体工程中的应用研究，归纳总结了ADCP 在工程应用中的主要工作流程，以及在工程应用中的注意事项。

一、ADCP 工作原理( 一 ) 多普勒效应波源和观察者有相对运动时，观察者接收到波的频率与波源发出的频率并不相同的现象；如果二者相互接近，观察者接收到的频率增大；如果二者远离，观察者接收到的频率减小。

这便是著名的多普勒效应 (奥地利物理学家及数学家克里斯琴· 约翰· 多普勒于1842 年首先提出这一理论) ，它不仅适用于声波，同样适用于所有类型的波，包括电磁波。

ADCP 就是利用声波的多普勒效应发展起来的一种新型测流设备, 它是一种既可测量相对水底速度, 同时又可以兼顾测量相对水流速度的声呐设备。

ADCP 利用声学多普勒原理，测量分层水介质散射信号的频移信息，并利用矢量合成方法获取海流垂直剖面水流速度, 即水流的垂直剖面分布。

对被测验流场不产生任何扰动，也不存在机械惯性和机械磨损，能一次测得一个剖面上若干层的流速的三维分量和绝对方向。

(二) ADCP 测流原理水体中存在大量的散射体，诸如微小粒子、浮游生物等，它们随水体流动。

这些散射体和水体是融为一体的，其速度即代表水流速度。

1．引言河流流量测量是水文工作者的重要任务之一。

传统的河流流量方法包括人工船测，桥测，缆道测量，和涉水测量等。

其基本原理是在测流断面上布设多条垂线。

在每条垂线处测量水深并用流速仪测量一至几个点的流速仪从而得到线平均流速。

进而得到断面面积和断面平均流速。

流量则由断面面积和断面平均流速的乘积得到。

ADCP是英文Acoustic Durrent Profiler的缩写。

中文通常译为声学多普勒流速剖面仪。

当装备有ADCP的测量船从河流某断面一侧航行至另一侧时，ADCG即刻测出河流流量。

本文简要介绍ADCP和ADCP河流流量测量原理和方法。

2．ADCP简介顾名思义，ADCP是一种利用声学多普勒原理测量水流速度剖面的仪器。

与机械式电磁式流速仪不同，ADCP是一种遥测仪器。

即ADCP流速测量点不在ADCP所处的位置。

而且，ADCP可以测量距其一定范围内的许多点的流速。

也就是说，一台ADCP可以替代许多台机械式电磁式流速式。

为了测量三维流速，ADCP一般装备有四个（或三个）声换能器。

换能器总是安装成与ADCP轴线成一定倾角。

每个换能器即是发射器对应于一个声束。

换能器发射的声波尽可能集中于较窄轴线成一定倾角。

每个换能器即是发射器又是接收器。

换能器发射的声波尽可能集中于较窄的声束范围内。

每一个换能器对应于一个声束。

换能器发射某一固定频率的声波，然后聆听被子水体中颗粒物散射回来的声波。

假定水体中颗粒物与水体流速相同。

当颗粒物的移动方向是接近换能器时，换能器聆听到的回疲频率高。

当颗粒物的移动方向是背离换能器时，换能器聆听到的回波频率比发射波频低。

声学多普勒频移，即发射声波频率与回波频率之差由下式确定：式中：Fd是声学多普勒移；FS是回波频率；V是颗粒物沿声方向的移动速度（即沿声束方向的水流速度）C是声波在水中全会传播速度。

ADCP每个换能器轴线即为一个声束座标。

每个换能器测量的流速是水流是水流沿其声束座标方向的速度。

任意三个换能器轴线即组成一组相独立的空间声束座标系。

单侧滩地植被作用下的弯曲主槽二次流特性潘云文;李志杰;刘欣;杨克君【期刊名称】《长江科学院院报》【年(卷),期】2024(41)3【摘要】为探讨单侧滩地植被对弯曲主槽二次流特性的影响,概化设计了无滩地植被与有单侧滩地植被的弯曲河道模型,利用声学多普勒流速仪(ADV)测得其主槽特征断面的瞬时流速。

试验结果显示:在单式弯道中,主涡的形成完全由弯道离心力决定;但在试验复式弯道中,主涡的形成与滩槽水流交换密切相关。

当相对水深为0.15时,与无滩地植被工况相比,在滩地植被横向宽度较小的弯顶附近和直线过渡段,二次流强度出现了较大衰减,但在滩地植被横向宽度较大的弯顶附近,二次流强度无明显差别。

当相对水深增至0.35时,两种滩地条件下弯曲主槽各断面的二次流强度均有所增强,但单侧滩地植被条件下各断面的二次流强度均小于无滩地植被条件下的对应值。

在有单侧滩地植被条件下,对于同一相对水深,上游滩地无植被的直线过渡段,二次流强度明显大于上游滩地覆有植被的直线过渡段的情况。

在无滩地植被条件下,雷诺应力R vw等值线的“岛心”位置可以标示二次流主涡的旋转中心,而“岛心”处雷诺应力R vw的正负可以表征二次流主涡的旋转方向。

在有单侧滩地植被条件下,断面中部的雷诺应力R vw等值线分布十分凌乱,并无上述规律,且其绝对值明显小于无滩地植被条件的对应值。

【总页数】10页(P62-70)【作者】潘云文;李志杰;刘欣;杨克君【作者单位】武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室;四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室;浙江省水利水电设计院;华北水利水电大学水利学院【正文语种】中文【中图分类】TV133.1【相关文献】1.滩地植被对弯曲漫滩河道主槽二次流发展的影响研究2.基于Fluent仿真软件的滩地植被作用下复式河道水动力特性的精细化数值模拟3.均匀流作用下悬索桥单侧并置双主缆振动特性分析因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。