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河流声学多普勒测流方法作者：朱洪戬赵博然来源：《吉林农业》2014年第01期摘要：利用声学多普勒原理测量河流的流速是一种高精度测流方法。
与传统的测流方法相比，多普勒测流具有测量精确度好、分辨率高、资料完整、信息量大等优点，适用于复杂河流的流速、流量测量。
关键词：声学多普勒测流；原理；方法中图分类号：P335文献标识码：A文章编号：1674-0432（2014）-01-60-1河流声学多普勒测流于20世纪90年代引入我国，广泛应用于气象、农业、水利等许多领域。
声学多普勒测流利用声学多普勒原理测量水流剖面的流速，与传统的测流方法相比，具有测量精度好、时间短、分辨率高、资料完整、信息量大等优点，适用于复杂河流的流速、流量的测量[1]。
1测量原理与方法声学多普勒测流假定水体流速与水体中颗粒物的运动速度相同，利用多普勒频移测量水流流速。
标准的多普勒测流配有4个换能器。
换能器的作用，一是向水体中发射声波，二是接收被水体反射回来的声波。
当河流中的颗粒物运动方向接近换能器时，换能器接收的反射频率比发射频率高；当河流中的颗粒物的运动方向远离换能器时，换能器接收的反射频率比发射频率低。
这种回波频率与发射频率之间的差值，即为多普勒频移[2-3]。
2.1相同之处按照《声学多普勒流量测验规范》的要求[4]，传统测流与多普勒测流在测量方法与基本原理上有相同之处，它们都需要设置测速垂线，每条测速垂线上都要测量河流水深，并且要测量不同水深点的流速，依据不同水深点的流速计算该垂线上的平均流速。
2.2不同之处传统测流是将流速仪固定在水中不同深度逐点测量。
多普勒测流是在测船移动时，对不同深度点不间断地连续动态测量。
传统测流时的垂线条数受自然条件的制约，一个河流断面只能设置数个垂线，每条垂线上也只能测量数个不同深度的流速。
多普勒测流理论上可以测量无数条垂线及无数个深度的流速。
传统测流的测量断面必须垂直于河岸，多普勒测流可以随机的沿斜线或曲线测量。
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。
声学多普勒ADCP海上测试及误差来源分析作者：汪连贺来源：《航海》2016年第05期摘要：本文主要介绍流速流向数据采集方式以及声学多普勒流速剖面仪ADCP工作原理，介绍了对新购置的ADCP性能以及海上验收情况，对采集数据的误差和异常情况进行了分析，在此基础上对ADCP的应用提出了指导性意见。
关键字：声学多普勒ADCP 罗经校准走航测量潮流观测0引言从养殖捕捞、防灾减灾到能源开发，凡与海洋有关的事务均需海洋环境要素的观测和相关的数据。
海洋潮流流向、流速尤其是航道演变、维护改造、船舶航行安全的重要参考依据。
潮流流速、流向传统测量一般采用浮标观测法，该方法就是在浮标漂浮在海面，海面以下2米左右连接以悬浮物，保证该物体随海流漂移。
在测量时，根据适当的流程每隔一段时间测量出浮标的一个平均位置，测量完成后，在图纸上标出测量点并按顺序连接，根据测量点的时间和之间的距离计算出两点间的平均速度，标注到图上，即可得到流速流向图。
该测量方法测量精度低、劳动强度大，而且受到通视、天气的影响，对于长距离的测量需要大量的人力和设备投入。
ADCP（AcousticDoppler Current Profiler，声学多普勒流速剖面仪），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流速的三维分量和绝对方向，是一种新型水声测流仪器。
1声学多普勒ADCP的工作原理声学多普勒流量计的测量原理是以物理学中的多普勒效应为基础的。
根据声学多普勒效应，当声源和观察者之间有相对运动时，观察者所感受到的声频率将不同于声源所发出的频率。
这个因相对运动而产生的频率变化与两物体的相对速度成正比。
在超声波多普勒流量测量方法中，超声波发射器为一固定声源，随流体一起运动的固体颗粒起了与声源有相对运动的“观察者”的作用，当然它仅仅是把入射到固体颗粒上的超声波反射回接收据。
声学多普勒流速剖面仪检测方法我折腾了好久声学多普勒流速剖面仪检测方法，总算找到点门道。
一开始，我真是瞎摸索。
这声学多普勒流速剖面仪，听起来就很复杂。
我拿到这仪器的时候，都不知道从哪儿下手。
我先试着按照说明书的基本设置来，就像搭积木一样，一步一步照着做。
但是，问题很快就来了。
比如说，仪器的安装角度很关键。
我刚开始没太在意这个，就随便找个看着差不多的位置给安上了。
结果测出来的流速数据乱得一塌糊涂，就像一锅粥，我当时就懵了。
后来我才知道，这个安装角度得根据水流的方向还有周围的环境来调整。
你想啊，这就好比拍照的时候相机的角度没调好，拍出来的照片肯定不好看，一个道理。
还有这仪器的校准，哎呀，这可太折磨人了。
我试过用标准的流速装置来校准它，但是每次得到的结果都有点偏差。
我试过一次又一次，感觉自己都快陷入死胡同了。
有一次，我在调校准参数的时候，不小心把一个数值改得太大了，结果仪器直接报警，那次真的是个很惨的失败。
后来我就慢慢总结，得一点一点微调那些校准参数，不能心急。
在检测过程中，噪声的影响也很大。
周围环境嘈杂的时候，那仪器就跟受了惊吓一样，数据波动特别大。
我试过给仪器包上一些隔音的东西，像那种普通的泡沫，虽然不是专门的隔音材料，但多少有点效果。
不过这不是最好的方法，我还在摸索。
再有就是这仪器对水质也有点讲究呢。
如果水里杂质太多，确实会影响检测的准确性。
有次我去一个比较脏的水域检测，数据出来特别奇怪。
但是我不确定是水质对各种频率的波有特殊作用呢，还是里面的杂质干扰了仪器的传感器。
我觉得啊，要做好声学多普勒流速剖面仪的检测，首先就是要用心了解这个仪器，每一个按钮、每一个功能都得摸透。
再就是做检测之前，一定要把周围的环境因素考虑周全了，不管是安装位置、噪音还是水质啥的，不然就容易白费力气。
声学多普勒水流剖面仪在河流流量测量中的应用姚章民(珠江水利委员会水文局, 广东广州510611; , 摘要:流量测量是水文部门的一项重要业务工作, 利用声学原理测量是一种先进的测流技术。
、, 为选用关键词:; 原理; 应用中图分类号:B文章编号:100129235(2002 0520001203收稿日期:2002208229作者简介:姚章民, 男, 广东潮阳人, 河海大学博士研究生, 主要从事水文水资源技术工作。
河流流量的测量仪器一般有机械式、电磁式和声学式三大类。
近十年来, 声学多普勒水流剖面仪(AcousticDo pplerCurrentProfiler, 简称ADCP 的发展和应用很快, 其应用是流量测量现代化的一个重要标志。
我国水文系统在20世纪90年代初开始引进国外先进的ADCP 测量设备用于河流的流量测量。
长江水利委员会和珠江水利委员会等单位的水文部门先后引进美国生产的ADCP 测流系统并进行比测试验, 取得一批有分析价值的数据, 为ADCP 在我国的推广应用提供宝贵的经验。
由于ADCP 的价格较昂贵, 拥有此设备的单位只是少数, 且我国现仍未制定有关ADCP 的流量测量规范,ADCP 的应用只限于专项的生产任务。
但可以预见, 由于ADCP 有传统测量仪器无可比拟的优越性, 随着其技术的成熟和价格的降低, 其应用将越来越广泛。
1ADCP 的测流原理及其类型111原理ADCP 是利用声学多普勒频移效应原理来进行流速测量的。
多普勒效应原理即声源接通时, 观测者能检测到的声调比原来的高, 反之声源离开时, 声调与速度成正比地降低。
ADCP 一般装备有四个换能器, 每个换能器既是发射器又是接收器。
测量时换能器定时向水体发射声波, 然后接收来自水体中的浮游物或其他散射体的反散射信号, 发射的声波和反射的声波频率会有一定的差异, 根据多普勒方程:V =△F d C/2F 0(1式中△F d ———声学多普勒频移; F 0———发射频率; C ———声波在水体中的传播速度; V ———反散射体的运动速度, 即水流的速度。
城市排水流量监测技术方案感知化物联化智能化目录1多普勒法测量原理2产品简介3设备安装技术方案4项目案例1TRANSITION PAGE多普勒测量原理原理：多普勒效应从多普勒流速传感器（换能器）发射的超声波束遇到流体中运动着颗粒或气泡，再反射回来由多普勒流速传感器（换能器）接收。
发射信号与接收信号的多普勒频率偏移与流体流速成正比。
d f f c u ∆=θcos 21本项目所采用的多普勒法特点：多传感器探头分布式布设。
1、能够更准确的反映断面流速分布特征；2、实现极端情况下的系统冗余备份。
主视图左视图俯视图多普勒流速传感器平均流速测量区2TRANSITION PAGE 产品介绍技术指标：◆数据显示：7寸彩色触控显示屏◆电源电压：24VDC或者AC220V±20%◆整机功耗：≤5W◆存储：64M◆显示内容：流量、累积流量、流速、液位、水温等◆输出信号：4~20mA、RS232/485（选配：GPRS、GSM短信报及北斗通讯功能）◆环境温度：-30~80℃◆工作温度：-30~80℃◆相对湿度：10~90%◆防护等级：IP66◆尺寸：320×270×120mm技术指标➢测量原理：声学多普勒法连续测量➢测量声道：标配3声道（包括内置式传感器/插入式传感器），最多8声道➢适应能力：含气泡、杂质、颗粒/单一介质的流体➢测量精度：±2.0%➢流速范围：0.01m/s~10m/s➢测量范围：DN25~2500mm(更大管径需定制）/渠宽0.2~50m➢环境温度：-30~80℃➢工作温度：-30~80℃➢介质温度：0~80℃➢防护等级：IP68➢尺寸：100×50×20mm3TRANSITION PAGE设备安装技术方案系统总体架构城市排水管网流量在线监测系统由现场采集单元、数据处理单元（测量主机）、通信网络和监控中心数据服务平台组成。
流速传感器测量流体流速、水位传感器测量实时水位，测量主机根据输入的断面数据、传感器采集数据，实时计算管网排水的平均流速、水位、瞬时流量及累计流量。
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。
走航式声学多普勒流速剖面仪河流流量测验技术指南前言为了推广应用声学多普勒流速剖面仪进行流量测验,保证声学多普勒流速剖面仪在河流流量测验中操作的规范化及数据采集和资料处理的精度，为今后贯彻执行水利部水文行业标准“声学多普勒流速剖面仪流量测验规范”作好技术准备，我局特组织编制《走航式声学多普勒流速剖面仪河流流量测验技术指南》(简称《指南》)，供各单位在使用声学多普勒流速剖面仪进行流量测验时遵循和执行。
本《指南》是在认真总结我局走航式声学多普勒流速剖面仪流量测验工作的实践经验，参考国内外有关使用经验和技术资料，针对需要解决的实际问题开展大量比测试验与研究工作，并广泛征求我局有关单位和专家意见的基础上编制而成。
鉴于本《指南》系初次编制，希望各单位结合走航式声学多普勒流速剖面仪流量测验实践和科学研究，注意积累资料，如发现需要修改和补充之处，请将意见和建议反馈技术管理处或水文技术研究所，以便今后改进、完善。
《指南》解释：技术管理处《指南》主编：水文技术研究所《指南》参编：技术管理处长江水利委员会水文局二OO四年十二月二十日141目录1 总则 (145)1.1目的 (145)1.2适用范围 (145)1.3有关标准和规范 (145)1.4基本要求、术语、符号和含义 (145)2 仪器设备购置技术选型 (145)2.1声学多普勒流速剖面仪 (145)2.1.1 选型 (145)2.1.2 主要工作参数 (146)2.1.3 应注意以下技术事项： (146)2.2外接设备 (146)2.2.1 GPS (146)2.2.2 罗经 (147)2.2.3 回声测深仪 (147)3 仪器设备安装 (147)3.1声学多普勒流速剖面仪安装要求 (148)3.2外接设备配置要求 (148)3.3外接设备安装要求 (149)3.3.1 GPS安装 (149)3.3.2 罗经安装 (150)3.3.3 测深仪安装 (151)4 测验操作程序 (151)4.1仪器预检 (151)4.1.1 声学多普勒流速剖面仪自检 (151)4.1.2 设备检查 (151)4.2文件设置 (152)4.2.1 数据文件名格式 (152)4.2.2 设置通讯口 (152)1424.2.3 用户选项 (152)4.2.4 单位 (153)4.2.5 参考 (153)4.2.6 配置向导 (153)4.2.7 检查设置参数 (154)4.2.8 保存配置文件 (154)4.3设备集成检测 (154)4.4流量测验 (155)4.4.1 测验记录 (155)4.4.2 采集 (155)4.4.3 垂线流速测验应满足下列要求 (155)4.4.4 断面流量测验要求 (155)4.4.5 检查原始数据 (156)4.4.6 仪器检查与保管 (157)5 资料整理与合理性检查 (157)5.1备份 (157)5.2资料整理 (157)5.2.1 垂线流速 (157)5.2.2 断面最大流速 (158)5.2.3 断面最大水深 (159)5.2.4 断面流量 (159)5.2.5 其它水文特征 (159)5.2.6 悬移质输沙率测验数据整理 (159)5.2.7 为成果与现行相关技术标准的衔接积累经验和资料 (160)5.3合理性审查 (161)5.3.1 与流量测验、整编规范的要求一致 (161)5.3.2 审查测验数据 (161)5.3.3 审查成果 (161)5.3.4 数据处理 (162)1436 测验成果质量控制 (162)6.1质量控制 (162)6.2报批制度 (162)6.2.1 程序 (162)6.2.2 比测报告的主要内容 (163)6.3声学多普勒流速剖面仪的检校 (163)6.3.1 流速、流量与流向等项目的比测 (163)6.3.2 比测条件 (163)6.3.3 检校比测下列方法及要求 (163)6.3.4 比测后的处置 (164)6.3.5 比测时机 (164)7 操作人员培训 (164)7.1操作人员的上岗条件 (164)7.2主要技术资料 (165)7.3培训要求 (165)7.4声学多普勒流速剖面仪培训的主要内容 (165)7.3.1 基本概念 (165)7.3.2 流量测验原理和方法 (165)7.3.3 技术分析方法 (165)7.3.4 实际操作 (166)附录一声学多普勒流速剖面仪比测试验与开发研究(节选) (167)附录二概化垂线流速分布幂指数计算方法 (181)附录三流动河床检测与河底“沙速”计算方法 (183)附录四岸边流速系数选择 (185)附录五底层盲区厚度计算 (187)附录六回放及处理功能及应用 (188)附录七声学多普勒流速剖面仪（ADCP）相关名词解释 (190)附录八测验记载表格式 (195)144走航式声学多普勒流速剖面仪河流流量测验技术指南1 总则1.1 目的为规范我局走航式声学多普勒流速剖面仪的使用，确保测验资料成果质量，为今后贯彻执行水利部水文行业标准“声学多普勒流速剖面仪流量测验规范”作好技术准备，特编制本《指南》。
{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-014G35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-014C35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}V{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}XB-C-A-015B35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}。
采用声学多普勒仪监测流量J.伊莎贝尔;梁静静【摘要】借助于声学多普勒仪,运用松特克软件(SonTek),实现了对江河、溪流和水渠流量的高精度监测.这样不仅可以获得精确的记录数据,还为以后进一步开展研究奠定了坚实的基础.对声学多普勒仪在实际工程中的运用状况及其发展前景作了简单介绍.【期刊名称】《水利水电快报》【年(卷),期】2012(033)009【总页数】3页(P9-10,30)【关键词】流量监测;监测仪器;多普勒仪【作者】J.伊莎贝尔;梁静静【作者单位】;【正文语种】中文【中图分类】P332.41 概述在英国德文(Devon)郡，为玛丽泰维(Mary Tavy)和莫韦尔汉姆(Morwellham)水电站供水的人工渠安装了声学多普勒仪器，用以监测流量。
英国西南郡县水务公司(South West Water)拥有这两座水电站的所有权，并负责该电站的调度操作。
在达特姆尔(Dartmoor)高原山麓地区原有采矿点的基础上，逐渐发展成了现在的电站群。
该电站群年发电量为4800kW·h，可满足1700户家庭的用电需求。
20世纪30年代，为了充分利用泰维(Tavy)河的水资源，在玛丽泰维矿区安装了水力发电涡轮机。
德文郡具有悠久的发电历史，其中奥克汉普顿(Okehampton)镇和查格福德(Chagford)镇是英国第一批主要供电区，它们分别于1888年和1891年开始供电。
采矿业和纺织业的衰退，促使一些有魄力的实业家趁机利用矿区排水渠，即人工渠进行发电。
在此背景下，玛丽泰维发电站应运而生。
该电站是利用泰维河－本尼特(Bennetts)水库人工引水渠上70.104 m的落差进行发电，发电量为660kW。
1932年，就在玛丽泰维水电站试运行不久，1934年又建成了第2座水电站。
后建成的莫韦尔汉姆水电站从玛丽泰维水电站下游的阿比堰(Abbey Weir)引水，水流沿一条拥有约200 a历史的水渠流动，该水渠原本是煤炭、纺织、冶金及农田废水的排放渠道。
