聲學(xué)多普勒流量測(cè)驗(yàn)學(xué)習(xí)

學(xué)習(xí)內(nèi)容：１．聲學(xué)多普勒流速儀的測(cè)驗(yàn)原理。２．走航式流量測(cè)驗(yàn)３．ＡＤＰ河貓流量測(cè)驗(yàn)的具體操作目前一頁(yè)\總數(shù)三十一頁(yè)\編于一點(diǎn)一、聲學(xué)多普勒流速儀的測(cè)驗(yàn)原理聲學(xué)多普勒流速儀是一種利用聲學(xué)多普勒原理測(cè)量水流速度剖面的儀器機(jī)械式流速儀是測(cè)量?jī)x器所處位置的測(cè)點(diǎn)流速聲學(xué)多普勒流速儀可以測(cè)量距儀器一定范圍內(nèi)的許許多多點(diǎn)的點(diǎn)流速及該范圍內(nèi)的平均流速目前二頁(yè)\總數(shù)三十一頁(yè)\編于一點(diǎn)一、聲學(xué)多普勒流速儀的測(cè)驗(yàn)原理多普勒頻移是由于聲源與接受物體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而引起的聲源與物體之間在垂直方向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，則不會(huì)產(chǎn)生多普勒頻移如果發(fā)射某頻率的聲波被一個(gè)移動(dòng)的物體所反射，也會(huì)產(chǎn)生多普勒頻移目前三頁(yè)\總數(shù)三十一頁(yè)\編于一點(diǎn)一、聲學(xué)多普勒流速儀的測(cè)驗(yàn)原理聲學(xué)多普勒流速儀換能器發(fā)射某一固定頻率的聲波，被流動(dòng)水體中的顆粒物反射，會(huì)產(chǎn)生多普勒頻移Fd：聲學(xué)多普勒頻移；Fs：發(fā)射聲波的頻率V：顆粒物沿聲波方向的移動(dòng)速度C：聲波在水中的傳播速度目前四頁(yè)\總數(shù)三十一頁(yè)\編于一點(diǎn)一、聲學(xué)多普勒流速儀的測(cè)驗(yàn)原理聲學(xué)多普勒效應(yīng)（三種類型）

1.窄帶(narrowband):ADVP聲信號(hào)發(fā)射，接收和處理的一種方法：對(duì)于每一個(gè)流速測(cè)量，ADVP發(fā)射一個(gè)單獨(dú)的，相對(duì)講較長(zhǎng)的脈沖聲波，然后聆聽(tīng)（即接受）水體中顆粒物對(duì)這個(gè)脈沖的反射波，并記錄發(fā)射波與反射波之間的頻率改變。這個(gè)頻率改變即稱為多普勒頻移，用來(lái)計(jì)算水體的速度。

2.脈沖相干(pulsecoherent):ADVP聲信號(hào)發(fā)射，接收和處理的一種方法。對(duì)于每一個(gè)流速測(cè)量，ADVP發(fā)射一對(duì)較短的脈沖。ADVP測(cè)量?jī)蓚€(gè)反射信號(hào)之間的相位差并據(jù)此計(jì)算多普勒頻移。

3.寬帶(broadband):ADVP的聲信號(hào)發(fā)射，接收和處理的一種方法。對(duì)于每一個(gè)流速測(cè)量，ADVP發(fā)射一組脈沖波，該脈沖波被反射后與發(fā)射波之間有一相位差，用來(lái)計(jì)算多普勒頻移。寬帶型ADVP的介于窄帶型和相干型ADVP之間。目前五頁(yè)\總數(shù)三十一頁(yè)\編于一點(diǎn)一、聲學(xué)多普勒流速儀的測(cè)驗(yàn)原理聲學(xué)多普勒流速儀在流量測(cè)驗(yàn)方面的應(yīng)用走航方式－實(shí)時(shí)的流量測(cè)驗(yàn)后面重點(diǎn)講固定方式－在線的自動(dòng)連續(xù)測(cè)驗(yàn)涉水方式－點(diǎn)流速的流量測(cè)驗(yàn)?zāi)壳傲?yè)\總數(shù)三十一頁(yè)\編于一點(diǎn)二、走航式流量測(cè)驗(yàn)從理論上講，走航式聲學(xué)多普勒流速儀流量測(cè)量原理與傳統(tǒng)的人工船測(cè)或纜道測(cè)量等的基本原理一樣。在測(cè)流斷面上布設(shè)多條垂線。在每條垂線處測(cè)量水深并測(cè)量多點(diǎn)的流速。計(jì)算得到垂線平均流速。只是聲學(xué)多普勒流速儀所測(cè)的垂線可以很多很多，每條垂線上的測(cè)點(diǎn)也可以很多很多。目前七頁(yè)\總數(shù)三十一頁(yè)\編于一點(diǎn)二、走航式流量測(cè)驗(yàn)xYZ剖面（j）測(cè)量單元(n)Q總=Σ(qn,j)

+Σ(q邊界)XY目前八頁(yè)\總數(shù)三十一頁(yè)\編于一點(diǎn)二、走航式流量測(cè)驗(yàn)但是二者之間還是有一些不同之處：（1）傳統(tǒng)方法是靜態(tài)方法。無(wú)論是人工船測(cè)、纜道測(cè)量等等，儀器總是固定于所測(cè)垂線上進(jìn)行測(cè)量。而聲學(xué)多普勒流速儀是動(dòng)態(tài)測(cè)量方法。聲學(xué)多普勒流速儀在隨測(cè)量船只運(yùn)動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行測(cè)量。（2）傳統(tǒng)方法的測(cè)流斷面通常要求垂直于河岸。聲學(xué)多普勒流速儀測(cè)量過(guò)程中不要求測(cè)流斷面垂直于河岸。船的航行軌跡可以是斜線或曲線。目前九頁(yè)\總數(shù)三十一頁(yè)\編于一點(diǎn)二、走航式流量測(cè)驗(yàn)走航式聲學(xué)多普勒流速儀主要生產(chǎn)廠家有1、美國(guó)RDI公司2、美國(guó)SONTEK公司目前十頁(yè)\總數(shù)三十一頁(yè)\編于一點(diǎn)二、走航式流量測(cè)驗(yàn)RDI公司產(chǎn)品目前十一頁(yè)\總數(shù)三十一頁(yè)\編于一點(diǎn)二、走航式流量測(cè)驗(yàn)SONTEK公司目前十二頁(yè)\總數(shù)三十一頁(yè)\編于一點(diǎn)三、聲學(xué)多普勒流速儀的安裝1、走航式安裝法支架安裝：將探頭安裝在船尾機(jī)的一側(cè)支架上。船體安裝：將探頭安裝在供銷商提供的金屬船體上。目前十三頁(yè)\總數(shù)三十一頁(yè)\編于一點(diǎn)三、聲學(xué)多普勒流速儀的操作（ADP河貓為例）1、走航式安裝法-------安裝注意事項(xiàng)入水深度：儀器探頭的入水深度，應(yīng)根據(jù)測(cè)船航行速度、水流速度、水面波浪大小、測(cè)船吃水深度等因素綜合考慮，使探頭在整個(gè)測(cè)驗(yàn)過(guò)程中始終不會(huì)露出水面。探頭方向：探頭安裝方向，垂直方向應(yīng)保證儀器縱軸垂直，水平方向應(yīng)使儀器探頭上的方向標(biāo)識(shí)箭頭與船體縱軸線平行。目前十四頁(yè)\總數(shù)三十一頁(yè)\編于一點(diǎn)三、聲學(xué)多普勒流速儀的操作2、準(zhǔn)備工作儀器是否有污損、變形。供電系統(tǒng)輸出的直流電壓是否符合儀器標(biāo)稱要求。使用的電纜和插頭接件應(yīng)逐一清點(diǎn)，應(yīng)備有足夠的備件上。將儀器安裝到測(cè)船上并檢查設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況是否正常。目前十五頁(yè)\總數(shù)三十一頁(yè)\編于一點(diǎn)三、聲學(xué)多普勒流速儀的操作3、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)驗(yàn)（1）首先儀器供電，將數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)相連，使用SonUtils3.02

(診斷軟件)對(duì)儀器自檢。

SonUtils3.02主要功能：用于診斷儀器是否正常工作；將本地時(shí)間（計(jì)算機(jī)時(shí)間）傳遞給儀器；儀器安裝時(shí)，可用于校正羅盤；將儀器內(nèi)存中的數(shù)據(jù)下載到計(jì)算機(jī)和對(duì)內(nèi)存的格式化；檢查儀器的硬件配置和儀器工作時(shí)的用戶設(shè)置；用直接命令檢查和維修儀器。目前十六頁(yè)\總數(shù)三十一頁(yè)\編于一點(diǎn)三、聲學(xué)多普勒流速儀的操作SonUtils3.02使用步驟：

1、雙擊圖標(biāo)→出現(xiàn)左邊的一排菜單。2、單擊“通訊”中的COM1→右邊出現(xiàn)“connectedtoCOM1:at9600”。目前十七頁(yè)\總數(shù)三十一頁(yè)\編于一點(diǎn)三、聲學(xué)多普勒流速儀的操作SonUtils3.02使用步驟：3、單擊“初始化”→右邊出現(xiàn)

目前十八頁(yè)\總數(shù)三十一頁(yè)\編于一點(diǎn)三、聲學(xué)多普勒流速儀的操作SonUtils3.02使用步驟：4、依次點(diǎn)擊：硬件配置、系統(tǒng)參數(shù)、顯示設(shè)置、自動(dòng)測(cè)量參數(shù)。目前十九頁(yè)\總數(shù)三十一頁(yè)\編于一點(diǎn)三、聲學(xué)多普勒流速儀的操作SonUtils3.02使用步驟：5、設(shè)置時(shí)間6、保存文件、關(guān)閉應(yīng)用程序。目前二十頁(yè)\總數(shù)三十一頁(yè)\編于一點(diǎn)三、聲學(xué)多普勒流速儀的操作現(xiàn)場(chǎng)測(cè)驗(yàn)，使用RiverSurveyor軟件1、雙擊圖標(biāo)→RiverSurveyor目前二十一頁(yè)\總數(shù)三十一頁(yè)\編于一點(diǎn)三、聲學(xué)多普勒流速儀的操作現(xiàn)場(chǎng)測(cè)驗(yàn)，使用RiverSurveyor軟件2、點(diǎn)擊“工具菜單”中“系統(tǒng)”3、單擊“系統(tǒng)菜單”中“單擊這里進(jìn)行檢查”單擊4、單擊“系統(tǒng)菜單”中“轉(zhuǎn)到ADP用戶設(shè)置”進(jìn)入用戶設(shè)置單擊目前二十二頁(yè)\總數(shù)三十一頁(yè)\編于一點(diǎn)三、聲學(xué)多普勒流速儀的操作現(xiàn)場(chǎng)測(cè)驗(yàn)，使用RiverSurveyor軟件5、用戶設(shè)置-基本設(shè)置

設(shè)置：文件名前綴、換能器深度、保存記錄目錄根據(jù)測(cè)站名設(shè)定根據(jù)斷面長(zhǎng)短根據(jù)探頭入水深度方便用戶管理目前二十三頁(yè)\總數(shù)三十一頁(yè)\編于一點(diǎn)三、聲學(xué)多普勒流速儀的操作現(xiàn)場(chǎng)測(cè)驗(yàn)，使用RiverSurveyor軟件6、用戶設(shè)置-剖面范圍

設(shè)置：最大深度、流層大小、盲區(qū)。斷面最大水深+1米根據(jù)斷面水深、大小、精度要求目前二十四頁(yè)\總數(shù)三十一頁(yè)\編于一點(diǎn)三、聲學(xué)多普勒流速儀的操作現(xiàn)場(chǎng)測(cè)驗(yàn)，使用RiverSurveyor軟件7、用戶設(shè)置-剖面范圍

設(shè)置：坐標(biāo)系統(tǒng)、底跟蹤、溫度模式。無(wú)GPS、無(wú)走底沙時(shí)采用測(cè)驗(yàn)斷面水溫，探頭測(cè)出設(shè)置完成，單擊確定目前二十五頁(yè)\總數(shù)三十一頁(yè)\編于一點(diǎn)三、聲學(xué)多普勒流速儀的操作現(xiàn)場(chǎng)測(cè)驗(yàn)，使用RiverSurveyor軟件8、設(shè)置完成后，進(jìn)入測(cè)量階段。單擊“工具欄”中的草綠色三角形。出現(xiàn)三條流速信號(hào)，形狀相似將探頭測(cè)到信息反映在項(xiàng)目菜單中，只是顯示并不記錄保存。目前二十六頁(yè)\總數(shù)三十一頁(yè)\編于一點(diǎn)三、聲學(xué)多普勒流速儀的操作現(xiàn)場(chǎng)測(cè)驗(yàn)，使用RiverSurveyor軟件9、當(dāng)測(cè)量正確后，將船開(kāi)到岸的一側(cè)。單擊“工具”欄中的紅色按鈕開(kāi)始流量測(cè)驗(yàn)。根據(jù)水流方向確定左右岸使用測(cè)距儀測(cè)量到岸邊距離根據(jù)岸邊河床形狀確定注：當(dāng)按下紅鈕，測(cè)驗(yàn)開(kāi)始，數(shù)據(jù)記錄保存，測(cè)船開(kāi)始向另一邊行駛目前二十七頁(yè)\總數(shù)三十一頁(yè)\編于一點(diǎn)三、聲學(xué)多普勒流速儀的操作現(xiàn)場(chǎng)測(cè)驗(yàn)，使用RiverSurveyor軟件測(cè)驗(yàn)時(shí)，船在斷面線上行駛，保持穩(wěn)定船速小于流速的2倍，否則可能使探頭露出水面，失去底跟蹤目前二十八頁(yè)\總數(shù)三十一頁(yè)\編于一點(diǎn)三、聲學(xué)多普勒流速儀的操作現(xiàn)場(chǎng)測(cè)驗(yàn)，使用RiverSurveyor軟件10、當(dāng)船行駛到另一岸邊，再一次單擊“工具欄“中的紅色圓形按鈕，完成一次測(cè)驗(yàn)程過(guò)。輸出到岸邊距離。目前二十九頁(yè)\總數(shù)三十一頁(yè)\編于一點(diǎn)三、聲學(xué)多普勒流速儀的操作現(xiàn)場(chǎng)測(cè)驗(yàn)，使用RiverSurveyor軟件11、完成一次測(cè)驗(yàn)后，使用同樣方法，從另一岸測(cè)回。完成一測(cè)回流量