国产自容式声学多普勒流速剖面仪(ADCP)的适用性评估方法及其应用分析

中国科学院声学所研制的自容式声学多普勒流速剖面仪(ADCP)在实验室中已完成较为严苛的环境试验,但在真实海洋环境条件下的海流测量能力还需要进行测试评估.在2013—2014年,通过潜标比测试验和潜标一致性检验试验,对中国科学院声学所150和300kHz自容式ADCP(简称IOA150和IOA300)的工作稳定性、剖面范围、产品一致性、测流性能进行适用性评估.潜标比测试验中选择世界上使用较多的美国RDI(Teledyne RD Instruments)的自容式ADCP作为标准设备.结果表明:中国科学院声学所研制的自容式ADCP工作可靠,测流持续稳定,测流误差、剖面范围与同频率RDI自容式ADCP相当,可满足长期观测需要.

定点式横向声学多普勒流速剖面仪应用研究

介绍了应用定点式横向声学多普勒流速仪进行实时流量在线监测方面的比测率定研究工作。主要从设备选型、安装位置、代表流速计算、单元流速区间选择、关系率定、精度评定、测点流速分析等方面进行了分析研究。通过设备选型、安装位置、单元流速区间选择等多方面的比较分析,选择最佳方案,进行比测分析,率定出代表流速与断面平均流速的关系。重点对设备安装位置、单元流速区间的选择、流速横向分布等进行比较分析,对于其他测站的类似H-ADCP监测方案有一定的指导意义。

走航式声学多普勒流速仪在黑龙江干流流量测验中的应用

随着水文测验技术的发展,声学多普勒技术在流量测验的应用中日趋成熟,文章对应用美国SonTek/YSI公司生产的ADP与转子式流速仪在黑龙江干流进行流量测验比测进行了分析,分析确定ADP在黑龙江干流流量测验的精度,提高了ADP在黑龙江流域流量测验水平。

走航式声学多普勒流速仪数据后处理及应用

对声学多普勒流速仪流量测验资料检查要点及方法进行叙述,并对仪器设备的安装校正、参数设置及现场环境影响出现的主要问题进行举例分析,为保证走航式声学多普勒流速仪测验成果提供借鉴。

新型声学多普勒流速仪及其应用

介绍最新声学多普勒流速仪的工作原理 ,它可测量瞬时三维速度 ,并可直接获得紊动参数 .讨论了该流速仪在不同采样频率和采样体高度条件下对测速的影响 ,以及在四面六边框架体阻力特性和紊动射流特性研究中的应用情况 .

基于小波分析和BP神经网络的水平式声学多普勒流速仪整编方法研究

运用水平式声学多普勒流速仪实时在线监测黄陵庙水文断面水平方向流速分布信息,采用小波分析方法进行数据信息滤波处理,通过BP人工神经网络方法建立断面平均流速与水平式声学多普勒流速仪代表流速关系,实现了两坝间(三峡~葛洲坝)复杂水流河段的流量自动测报及资料整编。

复自相关技术在声学多普勒流速剖面仪中的应用及其定点DSP实现

声学多普勒流速剖面仪(ADCP)[1]技术是目前观测海流剖面的最有效方法,其基本原理是测定声波入射到海水中微颗粒后向散射造成的多普勒频移。文章详细剖析了复自相关技术进行流速测量的方法,给出了评判参数C-SNR,论证了C-SNR与信噪比(SNR)之间的必然关系,作为取舍数据的评判标准。海量实验数据证明,当C-SNR对应的值大于0.43时,频偏属于测频范围-21τ,21τ内时,对应的数据是鲁棒的。详细地的介绍在定点DSP-TMS320VC5410中实现该算法的过程,并和传统最小二乘算法(LMS)[2]在DSP中的运行时间进行了比较,结果表明复自相关算法在提高计算精度的过程中能够保持更高的运算速度,随样本比例增加,耗时比约为2.1∶1.

走航式声学多普勒流速仪流量测验过程控制方法

走航式声学多普勒流速仪流量测验过程应严格控制,否则将影响流量成果的精度。对照《声学多普勒流量测验规范》从仪器设备的安装校正、参数设置及测验实施等进行过程控制。并针对安装校正出现的问题,从原理上举例说明及详细介绍,通过各个环节控制来提高流量测验的精度。

走航式声学多普勒流速仪流量测验资料检查方法

对声学多普勒流速仪流量测验资料检查要点及方法进行叙述,并举例分析了仪器设备的安装校正、参数设置及现场环境产生影响的主要问题,为保证走航式声学多普勒流速仪测验成果提供借鉴。

深海船载走航式声学多普勒流速剖面仪

船载走航式声学多普勒流速剖面仪可以对深海海流流速剖面进行连续、非接触式、高效率的走航式观测,为海洋科学研究提供最基本的数据资料。首先介绍了声学多普勒流速剖面仪的基本原理,然后系统介绍了Teledyne RDI、RoweTechnologies Inc.和杭州应用声学研究所等推出的深海船载走航式声学多普勒流速剖面仪,最后展望了深海船载走航式声学多普勒流速剖面仪的发展趋势是双频/多频联合探测、大深度海流流速测量和换能器安装偏差快速校准。

声学多普勒流速仪在水槽流速测量中的应用

针对声学多普勒流速仪(ADV)运用于清澈水质的水流中精度较低的问题,采用了一种向清澈水流中掺混适量悬浮颗粒物的方法显著提高ADV的测量精度。通过对比掺混悬浮颗粒物与清澈水质中ADV的流速测量结果,发现掺混适量悬浮颗粒物后,流速测量数据明显更稳定,符合水槽流场的实际情况。给出了悬浮颗粒物的推荐含量为106 g/m^3。采用该方法,在水槽中沿垂向布置10个流速测点,通过调整水泵变频器频率来改变流速,测量了不同流速时的水槽断面垂向流速分布。发现流速沿垂向分布不均匀,呈线性剪切流分布。水槽出流口的布置方式和水槽壁面及底面摩阻是产生断面流速沿垂向分布不均匀性的原因。最后,通过最小二乘法拟合给出了水泵变频器的频率与断面平均流速的线性关系。

声学多普勒流速仪自动测量和分析系统

文中针对声学多普勒流速仪单点测量中存在的几个问题,提出应用虚拟仪器技术实现声学多普勒流速仪的自动测量,并建立了声学多普勒流速仪自动测量和分析系统。该系统在提高了实验精度的同时,极大地缩短了工作周期,减少了工作量。将声学多普勒流速仪自动测量和分析系统应用于紊流边界层时均流速分布的测量,取得了较好的实验成果。

声学多普勒流速剖面仪原理及其在长江中下游的应用

介绍了声学多普勒流速剖面仪(ADP)的原理及2002年5～6月在长江中下游的应用。测量采用走航方式 ,获得了重庆至江阴水域和徐六泾段流速剖面大范围观测资料,对测量结果和数据处理方法做了探讨,给在复杂地形的水文条件下使用ADP技术提供了应用前景。

声学多普勒流速剖面仪近底有效流速数据处理初步研究

通过分析声学多普勒流速剖面仪(Acoustic Doppler Current Profiler,ADCP)的声强垂向剖面分布特征,利用数学极值定理,确定床面边界位置,进而确定出ADCP记录的所有在水中的流速单元,将ADCP处理软件"丢弃"的部分近底流速数据或由于底跟踪丢失而损失的流速数据确定出来。利用"六点法"同时、同高度的电磁海流计流速数据对提取出来的ADCP近底流速数据进行验证。验证结果表明,提取出来的ADCP近底流速数据可信、可用。

宽带声学多普勒流速剖面仪球面散射回波模型研究

宽带声学多普勒流速剖面仪通过处理水下体积回波信号进行流速估计，回波模型的准确度决定了理论仿真的正确性。针对回波的散射特性，通过分析水层回波信号的时空关系，提出一种球面散射水层回波模型，并利用坐标旋转方法推导出该水层回波解析式。相比其他方法，该模型解析式充分体现了散射体模型形状对回波的作用，更加接近实际情况。对该模型下回波信号进行频谱和自相关特性分析，采用复相关算法估算流速。通过与实测数据进行对比，结果证明了该回波信号模型与解析式的正确性。

声学多普勒流速剖面仪原理及其在黄河沙坡头河段中的应用

介绍声学多普勒流速剖面仪(ADP)的原理及其于2009年7月16～18日在黄河宁夏沙坡头河段中的应用。采用走航方式测量了该河段中的12个断面,获得了各断面上水深、流速、流量等大范围的断面观测资料,并探讨了数据处理方法。该研究为在复杂地形水文条件下使用ADP技术提供了理论参考。

走航式声学多普勒流速仪投产方法探讨

通过介绍走航式声学多普勒流速仪在不同测验环境下的硬件配备、安装要求及检查方法,使走航式声学多普勒流速仪适应不同水流特性和现场环境。从流量断面垂线上下盲区推求参数设置对流速、流量的影响。从比测要求等方面探讨投产方法及精度的控制,使走航式声学多普勒流速仪施测流量精度满足规范要求。

在线式声学多普勒流速剖面仪的比测分析

在线式声学多普勒流速剖面仪(On-line Acoustic Doppler Current Profiler)可自记测验点的水位、指标流速、水温等特征值,数据的采集、处理均可在现场完成,自动化程度高,且操作简单,能够快速、实时、连续测量,要实现在线ADCP在不同断面的应用,必须分析指标流速与断面平均流速之间的关系。本文以虎山站为例,简述在线式声学多普勒流速仪的比测分析,为河道站在线ADCP流量测验问题提供可行解决方案以及应用案例。

声学多普勒流速仪(ADCP)“旁辨”区数据处理方法的探讨

声学多普勒流速仪(ADCP)是目前世界上最为先进的河流流速流量实时测量设备,文中通过对其“旁辨”区进行讨论,结合实测数据利用线性相关理论求得ADCP“旁辨”区中的流速值。

声学多普勒流速剖面仪设计中的一个首要问题:如何选层

实际使用中,声学多普勒流速剖面仪(ADCP)常常处于倾斜状态。为了ADCP能用于各种场合,设计时必须解决一个首要问题:如何判断四个波束上同一水层对应的回波。通过坐标变换推导了该判断公式,该公式利用ADCP的姿态角确定不同回波的到达时间。在此基础上通过矢量分解推导了流速的解算公式,该公式利用四个波束中测得的相应的速度值和ADCP的姿态角确定流速。根据该方法设计的ADCP既可用于竖直布放也可用于非竖直布放,具有更大的适用范围。