《ADCP介绍》PPT课件

《《ADCP介绍》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、声学多普勒流速剖面仪(ADCP)流量测验原理及应用(普及版)黑龙江省水文局培训教材拓展翔黄河水文科技有限公司网址:www.hydroscience.com.cnADCPAcoustic－声学Doppler－多普勒Current－流速Profiler－剖面仪三体船ADCPADCP内置数传电台和电池舵槽遥测型ADCP声学多普勒原理由于观察者与声源之间的相对运动使观察者接收到的声波频率发生改变的一种现象经典实例ADCP利用声波测量流速声波是压力波，可在气体、液体、及固体中传播。声波波峰对应于高压区，波谷对应于低压区。人们通过压力波对耳膜产生的振动感

2、觉声波。内耳将压力波的机械能转化为大脑可识别的电信号。人类能听到的声波频率范围为40-24,000HzADCP频率范围为300,000-3,000,000HzADCP利用水中颗粒测流速ADCP向水中发射固定频率的声波短脉冲。这些脉冲碰到水中的散射体（浮游生物，泥沙等）发生背散射。ADCP接受回波信号并处理得到流速。不同坐标下的流速及其转换ADCP首先测量的是沿声束方向的流速分量。根据声束角，将声束坐标下的流速分量转换成ADCP坐标(X-Y-Z)下的流速分量利用罗盘提供的方向、倾斜计提供的纵摇和横摇数据，将ADCP坐标(X-Y-Z)下的流速分量

3、转换成地球坐标下的流速分量—东向，北向和垂向分量。水流在垂向上被分割成若干层，叫做深度单元（depthcell）。一台ADCP相当于许多台单点流速仪深度单元和流速剖面深度单元ADCP机械式流速仪水跟踪和底跟踪水跟踪由水中颗粒的回波测量水流相对于ADCP的运动，该功能叫做水跟踪。底跟踪由河底或海底的回波测量河底或海底相对于ADCP的运动，该功能叫做底跟踪。如果河底或海底无推移质，底跟踪测得的速度即为测船的速度。所需流速=测得流速+船速ADCP在走航测量中测量如下数据：相对流速（由“水跟踪”测出）船速(由“底跟踪”测出,或由GPS算出)水深（由河

4、底回波强度测出，类似于回声测深仪）船的航行轨迹（由船速和计时数据算出，或由GPS算出）ADCP流量测验与航迹无关nVbVf0/航迹ADCP流量测验原理与传统流速仪法（人工船测、桥测、缆道、涉水）的基本原理一样：将整个测流断面化分为许多子断面（即布设多条垂线）在每个子断面中垂线处测量水深并测量多点的流速从而得到垂线（即子断面）平均流速ADCP实测区、非实测区、微断面、单元示意图ADCP实测区、非实测区、单元示意图ADCP方法与传统方法的不同传统流速仪法是静态方法。流速仪是固定的。ADCP方法是动态方法。ADCP在随测量船运动过程中进行测验。传统

5、流速仪法要求测流断面垂直于河岸。ADCP方法不要求测流断面垂直于河岸。测船航行的轨迹可以是斜线或曲线。ADCP所测的垂线（子断面）可以很多，每条垂线上的测点也很多。ADCP获得河道流量的方法ADCP是一种利用声学多普勒原理测验水流速度剖面的仪器。ADCP一般配备有四个换能器。换能器与ADCP轴线成一定夹角。每个换能器既是发射器又是接收器。换能器发射某一固定频率的声波，然后聆听被水体中颗粒物散射回来的声波。假定颗粒物的运动速度与水体流速相同。当颗粒物的运动方向是接近换能器时，换能器聆听到的回波频率比发射波频率高。当颗粒物的运动方向是背离换能器时

6、，换能器聆听到的回波频率比发射波频率低,这种颗粒物的运动引起频率的改变称为声学多普勒频移。回波频率与发射波频率之差由下式确式中：Fd＝声学多普勒频移F＝发射波频率V＝颗粒物沿声束方向的移动速度（即沿声束方向的水流速度）C＝声波在水中的传播速度上式中的系数２是因为ADCP即发射声波又接收回波，因此多普勒频移加倍（Gordon，1996）。距离=3mDepth0.20.20.1ADCP流量测验示意过程QENSEMBLE=0.5m3/sSQ=0.5m3/s距离=9mDepthADCP流量测验示意过程0.20.20.10.30.30.30.20.3Q

7、ENSEMBLE=1.4m3/sSQ=1.9m3/s距离=15mDepthADCP流量测验示意过程0.20.20.10.30.30.30.20.30.40.40.50.40.50.40.30.30.20.30.5QENSEMBLE=4.2m3/sSQ=6.1m3/s距离=21mDepth0.20.20.10.30.30.30.20.30.40.40.50.40.50.40.30.30.20.30.50.60.70.60.60.60.50.50.40.40.30.30.2QENSEMBLE=5.7m3/sSQ=11.8m3/sADCP流量测验示

8、意过程距离=27mDepthADCP流量测验示意过程0.20.20.10.30.30.30.20.30.40.40.50.40.50.40.30.30.20.30.