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一、应用场景
! _) r4 U3 \4 L. u! `4 ^ 声学多普勒剖面流量计（H-ADCP）测流系统 * r1 G3 e1 x9 a( x) u
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： % Q: @$ i/ N* \6 j& d. i i
■混凝土渠道 0 j. t- U7 L' s4 c! G+ d9 L7 E0 W/ U
■天然河流 % Z# O! j$ ]' L! u9 b
■小溪
- F0 ?4 v& |2 \0 N% S9 { ■灌溉渠道 . g* J( y4 V0 @5 d
■水电水道
/ D# E) i) ~( y/ Q, q ■供水渠道 - e, [; r/ M; a* w
■排水渠道的流量监测。 8 G, f% d9 H( L; R! _6 V+ T. z
二、需求分析 + d; j5 y# _7 w- s3 i; G( {
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 Y+ |" i% k8 L) h3 Q( O' K
三、系统组成
7 Y- f! o# m9 S) I$ A 3.1系统拓扑图
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1 I0 Z6 e# B" i& G' x) a' A 3.2系统组成 , N2 ` E) [! p X( R8 T
$ f" d4 x! C0 j7 v" v, ], f
设备数量备注 * d; t6 D( t4 Z# q
H-ADCP 1台适用渠宽100m以内 ' a5 j [5 Q8 Z. X$ m/ }8 ?' H1 S
遥测终端机1台 ' ?5 ~; `( R8 A6 B c2 [
供电系统1套根据现场，市电或太阳能供电 V; p3 b8 o% O! B
立杆、安装支架1套根据现场定制 2 M0 n7 l% p J; }! |* U
物联网卡及通讯费1张/年 7 d' P+ _. r" K
安装、辅材1项 * E1 J+ I. v$ E( o# f, z; B: k
平台接入1项接入已有平台或新建平台 ) [$ T3 C: z8 ?
四、测流原理
' Q, T: [$ s6 S& e3 v9 w. c 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。 $ n; w b3 N( q& q- |- C: f
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：
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+ a, z! {- |" j% _2 E
分层数据示意图： . S; z: }/ v1 [2 E9 r; x" j$ W: f
# j! c: Y, }. I" q/ L
Fshift/n=-2*Fsource*(Vn/C)Vh=f(V1,V2,…Vn); ( y' C/ E. O2 C$ c1 T/ _, {+ T2 a4 `
VC=f(Vh，h);S=f(H，W); , U- w0 f* n& o9 H0 C9 i& ]- B
Q=VC*S; 0 U3 G2 A8 F3 ]; q
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）
9 h9 x. c: E# N& R! Q' N 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）
! d5 k' e/ A" l |: y: y0 n! I/ V/ Z9 N H1：河水距离剖面仪的高度（m）D1：分层的层间距（m） 9 F7 {5 }. r) u" O' f! ]! }" m9 U
W1：河水的宽度（m）S：河道断面面积
( T- k$ F; F, b. k- B Q：河道的总流 ! D6 K4 @) i8 i6 E" b' s. R$ x" Y% P
五、系统特点
N" O5 K% H( I* U- c* i! ? j- b6 a 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； 0 `7 T4 v! Z; M- P0 ^9 W1 o
内置水深测量探头；流量仪简单易用； ; e& [5 A* K3 l' d& D
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；
+ j5 X* B, x* ? 外形小型及流线型的设计，方便安装。
- \7 } ]6 L U+ L/ _4 e# U 六、安装简介 6 A6 Y3 D9 j P
（一）安装条件 / O5 m2 ]1 f9 Q0 S" Y
■仪器安装位置的选择，不能太靠近闸门或水坝；
* Z! H. Y' y6 {( \( M; y$ b# e ■采样区域尽可能大； + f0 m* z$ a; E+ z, i' l( L
■采样历时也应增加； 3 N ?0 U+ h, J! t4 `
■安装在河岸边或渠壁的基座上、桥墩或其它建筑物侧壁上；
- z& D% ^8 O5 s* l. W4 K0 N& f ■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； 5 E2 ~- T% s/ @9 `
■注意两个声学传感器位于同一水平面上。
1 U9 v* a6 m# l. v ■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） 3 U2 h, z- {3 C$ |0 g
4 }* j% Q: }. w) `; I9 x. N
（二）典型的安装
, m" h& G3 V- u 侧装河道斜坡滑梯式安装 2 b! d2 K% p; H7 R1 Y2 {8 t" |
" _4 ^: Y) x4 T& j# k4 | 侧装--河道斜坡塔架式安装： " R C6 c- ^8 ?1 b- @) l) e x! Y
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七、应用效果 : z; \: y9 a2 t+ K2 J
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