船行波对H-ADCP影响分析研究

作为当今世界上最先进的测流仪器,水平式声学多普勒流速剖面仪(Horizontal Acoustic Doppler Current Profiler,H-ADCP)因其精度高、速度快等突出优势在河流中的应用越来越广泛,但在航运业发达地区,由于受船行波的影响,很难得到稳定可靠的流速数据,阻碍了HADCP在平原河网地区的应用和推广。目前技术上很难做到完全消除船行波的影响,本文将HADCP应用在平原河网地区对流速进行测量,并分析了船行波对测量精度的影响。从H-ADCP设备选型、测量和安装方式、测量预处理、数据后处理等多方面入手,可以有效消减船行波对H-ADCP的影响,从而提高测流精度。同时,通过实验测量断面一天内平均流速变化情况,得到受船行波影响后的流速波形,然后采用数据处理手段,验证了所提方法的可行性。

正弦调制多光束激光外差测量压电材料电致伸缩系数

电致伸缩系数反映了压电材料本身的固有属性,是衡量电致伸缩特性的重要参数之一。基于逆压电效应,准确测量微小长度变化量可实现电致伸缩系数的高精度测量。现有光学测量方法基于直接检测光强分布获取微小长度变化量,但受光源功率稳定性和环境扰动制约,测量精度不高。为此,本文采用多光束激光外差技术融合多普勒振镜正弦调制技术,加载微小长度变化量于外差信号频率中,研究测量微小长度变化量的外差信号理论模型及外差信号频率与电致伸缩系数间数学模型,实现外差信号频率检测取代直接强度检测,消除光源稳定性与环境扰动影响,并且采用频率解调可以同时获取多个微小长度变化量,对这些微小长度变化量加权平均,最终可以进一步提高电致伸缩系数的测量精度。以此为依据,通过理论仿真研究待测样品的电致伸缩系数,结果表明:该方法的相对测量误差仅为0.28%。与现有技术相比,测量精度提高了一个数量级。