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6 [( }( L. S" X. M9 ~ 一、应用场景 5 b; A' ?% p' i
声学多普勒剖面流量计（H-ADCP）测流系统
2 @0 t4 I5 O0 f! _ H-ADCP采集高质量的水平剖面数据，借助于智能声波脉冲功能，即使水流条件发生变化，仍然可以获得高分辨率和高质量的数据。特别适用于：
6 W7 `# G; l( F9 T: `, D5 l4 _" a ■混凝土渠道 2 G) y$ u K& h0 v k
■天然河流
9 _- M% L7 K& Y2 d: {" R ■小溪
( Y( v; _8 S. J# X- U8 z1 ]. y) n7 { ■灌溉渠道 * q$ g. T% U9 p! o
■水电水道 $ ?1 M9 V1 _6 c# q: f$ a4 d4 `
■供水渠道
) v% j3 O( h# Y) n# M: I& `" O ■排水渠道的流量监测。
& W. }# o1 ?+ q+ S" g 二、需求分析 ' U" F' N9 d1 S$ W' b" T+ w
在河流、渠道的水文信息测验工作中，流速、流量和流向的测量是很重要的工作，传统的流量测验方法主要有流速仪法、浮标法等，测验手段有人工船测、缆道测量等，这些测验方法原理简单明了、实用性强，但是费工费时，效率低。为适应新时代经济社会发展和水利灌区信息化建设的需求，及时向相关部门提供准确的水情信息，需要快速采集河流、灌渠的水流量数据，声学多普勒剖面流量仪测流有不可比拟的优越性。 1 j9 c0 k* c1 v
三、系统组成 2 q# S1 K* R" d# _
3.1系统拓扑图
+ T. z6 _, t( M( S 
. g+ A3 {, y6 E& Q+ L2 ~1 U- ^' q 3.2系统组成 2 m O& n' g8 c$ a- r
* s- U" B; Z% i2 e. m) y) q# I
设备数量备注 4 `+ O8 u* A! S4 o2 @* d! V
H-ADCP 1台适用渠宽100m以内
0 H9 Z2 r7 N/ U2 {1 m' P& x: H 遥测终端机1台
0 n& P1 h+ B; E) e: Y. i$ u+ L 供电系统1套根据现场，市电或太阳能供电
+ X- q& N! s3 @" \ \ 立杆、安装支架1套根据现场定制
. C7 T$ l! S! [2 K) w* f: F% l 物联网卡及通讯费1张/年
8 w8 o3 h+ ]8 G4 u, n 安装、辅材1项 6 |. o9 \# v7 b
平台接入1项接入已有平台或新建平台 , u; U T6 m, T9 z+ k- k
四、测流原理
8 e3 ?, N R+ v* B! B) X 声学多普勒剖面流量计(ADCP)是利用声学多普勒效应进行测流的。从设备的换能器发生一定频率的脉冲，当该脉冲碰到水中的发射物体（如悬浮物质）后产生回波信号，该回波信号被声学多普勒流速仪接收。悬浮物质会随水流而漂移，从而产生多普勒效应（即回波信号额频率与发射信号的频率之间产生一个频差），通过测量得到的多普勒频移可得到相应点的流速。 $ g& a* V2 u0 ^. M) r
声学多普勒流量仪安装有2个换能器，换能器与安装中心轴线有一定的夹角，每个换能器既是发射器又是接收器。换能器发射的声波能集中于较窄的范围内也称为声束。假定悬浮物质的运动速度和水体流速相同，当悬浮物质的运动方向是接近换能器时，换能器接收到回波频率比发射波的频率高；当悬浮物质的运动方向是背离换能器时，换能器接收的回波频率比发射频率低。声学多普勒频移，即发射声波频率与回波频率之差：
# j+ j& ]' r5 p/ A5 a& J 
0 i, k3 o2 A) }4 J1 ^
分层数据示意图：
6 v# x5 t$ |/ ]+ [! V( j. ] 
" y' m( J: E2 V Fshift/n=-2*Fsource*(Vn/C)Vh=f(V1,V2,…Vn); ! S( z2 Z) A p d7 X- v
VC=f(Vh，h);S=f(H，W);
) F% S( _5 X) v0 \+ `( I Q=VC*S; " }% O7 r3 y2 e5 I7 H V
Fsource：发射的超声波频率（Hz）Fshift/n：第n剖面的返回频率改变量（Hz）C：声速（m/s） & F! g$ `" {7 `6 s9 {* E
V：反射面的水流速度（m/s）Vh：ADCP所在水层的平均流速（m/s）Vc：河道平均流速（m/s） : o* t. C9 Q! i# y
H1：河水距离剖面仪的高度（m）D1：分层的层间距（m）
3 ]3 \4 {) v' `7 Q) R( _! o W1：河水的宽度（m）S：河道断面面积
4 j3 E5 ^ k, a$ ^) s7 v Q：河道的总流
; y( T$ u, I' Z 五、系统特点
O9 d% L' X9 a: B4 d& O$ W9 U* y 新一代流速产品，性能更稳定、测量更精确；分层流速测量，更适应宽流域的流速分布；分层流速流向测量，掌握水体的流动趋势；Web云端数据服务；
+ |, K6 M/ M: }/ D8 P" Q 内置水深测量探头；流量仪简单易用；
' _8 I& ~1 _$ L4 [) H4 f 内置温度传感器，自动校准声速；内置姿态传感器、水位传感器测量；
, y& I! D, e2 M; O/ y" s& z 外形小型及流线型的设计，方便安装。 ; K# e6 h, s0 o
六、安装简介
+ D8 G* n7 `/ _( U# U. n （一）安装条件
* j$ J! n) M. W" P' x& t9 E) n$ T1 j ■仪器安装位置的选择，不能太靠近闸门或水坝； / c1 E7 N2 T" X& q9 B
■采样区域尽可能大；
+ I8 d) {( E1 K) s' e" a ■采样历时也应增加； & B( x1 H- @: q- J' a( \
■安装在河岸边或渠壁的基座上、桥墩或其它建筑物侧壁上；
1 o8 m8 H1 V6 A: [ ■安装位置的水层，有较好的代表性，尽可能避开有回流的地方； 2 v/ O; u( e- k8 b
■注意两个声学传感器位于同一水平面上。
/ }! x& T9 L: E, t% e t0 h D( {5 J ■剖面仪水平安装时：距水底距离：>=300mm，距水面距离：300mm（根据不同的河宽会有变化） $ a4 l1 u( K: L
% |( M1 y0 J0 B2 A6 r* K9 D
（二）典型的安装
( P) _4 V; j* i: w 侧装河道斜坡滑梯式安装
" Q/ g- G* I4 d' u& w! M0 |7 i 
/ a6 a; G F: Y) ]: x" c2 J 侧装--河道斜坡塔架式安装： 1 U0 W! H, j8 o+ m0 b2 o4 Z Y# b! U# D
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七、应用效果 . T. M1 C% n/ u1 o3 M# r
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( G. y" U7 c2 l1 E& b; V" g }4 D' @) a! _
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