ADCP声学多普勒流速剖面仪

ADCP 声学多普勒流速剖面仪

     全称为Acoustic Doppler Current Profilers指声学多普勒流速剖面仪是二十世纪80年代初发展起来的一种测流设备。ADCP具有能直接测出断面的流速剖面、具有不扰动流场、测验历时短、测速范围大等特点。目前被用于海洋、河口的流场结构调查、流速和流量测验等。

一、产品彩照及其简介

产品根据超声多普勒效应原理测量流速，通过向水中发出一个超声波脉冲，接收水中颗粒物、气泡的反射回波信号，根据回波信号的频率变化计算流速变化，再根据回波信号的时间顺序判断流速的分层。并可通过压力传感器测量水位和温度传感器测得水体温度。

     该单波束声学多普勒流速剖面仪一般坐底安装，这样，通过发射超声波脉冲就可以遥测水流各层的流速。同时，可以输出测试时的年月日时分秒、横滚角、俯仰角、温度值。便于修正得到正确的流速。

  壳体采用POM塑料（学名：聚缩醛，为结晶性热可塑性塑料），具有明显熔点165~175℃，性质最接近金属，一般称其为塑钢。采用深海耐压设计，能够有效防水密封。

* 采用Modbus通信协议，利用RS485总线进行通信。

* 数据采集上位机。能够实现一对多使用（一台上位机挂载多个从机）。

* 产品通信命令简单。

* 水下传感器设备安装方便。有金属底座固定装置，安装简单。

* 设备全部采用电子设计，无机械部件。具有测量准确、稳定的优点，可靠性高，抗干扰性强。

* 应用范围广泛。可以在自来水到黄河水的各种水环境中应用。

二、产品原理

     单波束声学多普勒流速剖面仪原理：当超声波声源和观察者做相对运动时，观察者接收到的频率就会和超声波声源频率不同。因此，相对于超声波换能器的随水移动的小颗粒、小气泡也会使换能器接收频率的改变，且随水中悬浮运动速度的增加而增加，由此测出多普勒频移，也就测出了水的流速。

　　主要用于灌溉明渠，市政下水管道，水文流域等场合，特别适合水位超过0.5米到数米深的水域。在规则的管道、渠道，通过流速仪上的压力传感器测得水深，超声传感器测得各层流速，再用后台计算软件可以方便地计算出流量。

三、产品技术指标

表1 测量指标

表2性能指标

四、安装要求

声学多普勒流速剖面仪应安装于具有固定断面的渠道顺直段下游，顺直段越长测量精度越高，且10米距离范围内不得有过流阻挡物（如水闸、堰等），以保证探头前端水流流态的均匀稳定。安装位置应尽量避开河岸附近，水平安放在距离两岸中心处，垂直安放在水底（前提是水道没有淤泥，如果有，安放位置应高于淤泥）。如图1所示当渠底有杂质沉积及水草生长或滚动的卵石时，可抬高安装位置以避开渠底沉积物与水草覆盖探头或卵石冲撞探头；声学多普勒流速仪距渠底的具体高度最好为5厘米，具体视渠道的最低测流水位而定。当渠道水深较高且具有一定的最低水位时，为了安装方便只要将探头安装于最低水位以下0.5倍处即可。

                                         图3多普勒流速剖面仪安装

    上位机一般安装在岸上的电杆上或机房内，如图2所示。上位机的功能是通过设置控制多普勒流速剖面仪的测量间隔，一般为了节省电量，往往在采集是对多普勒流速仪上电，并发出测量命令，两次测量间隔对多普勒流速仪断电。通过测得的水位和流速数据可以计算出流量，也可以直接把原始的流速和水位信息按时间标记、存储，或者使用短信、GPRS等手段远传数据。

    在安装时，导气电缆信应沿着渠底及渠壁由流速仪下游方向引出水面，最好套PVC管或不锈钢管进行保护并沿程固定；当用臂式支架固定探头时，导气电缆线可沿支架的空心钢管引出水面。

    多普勒流速剖面仪自带20米的导气电缆，该电缆中间有一根用来平衡大气压的导气管，导气管外径约2mm，内径约1mm。因此注意不得将其弯折。当通信电缆线引出水面后，可接普通的电缆线，此时应使通气导管开口方向朝下，并用透气胶布进行保护，防止水及异物进入通气管。

导气电缆中的四芯电线一般为绿色（接+12V）、白色（接GND）、蓝色（接RS485A）、黄色（接RS485B）。（有变动会在供货时通知用户）

　多普勒流速剖面仪所用12V电源可以来自蓄电池或者太阳能，当然也可以来自市电，目前由市电交流220V变成12V的电源主要有两种，一种是线性电源，就是使用电源变压器的那种；另一种是开关电源，目前最为流行。再使用选择电源时，尽量使用线性电源。因为市场上的开关电源品牌杂乱，有些开关电源的纹波较大，不符合相关的电磁兼容性标准，容易干扰超声波测量。

                                                图4 测量系统安装图

多普勒流速剖面仪自带2.5mm厚的不锈钢钢板作为安装底板，具体安装开孔尺寸如图5所示

                                                             图5底板开孔位置

五、注意事项

　1.导气电缆线由于里面含有导气管，所以不能弯折过度，防止其折断；切忌把导气电缆当流速仪的绳缆，用导气电缆拖拽多普勒流速仪。

　2.导气电缆线里面的导气管与探头里面的电路板相通，不能进水，安装时应使导气管末端开口朝下，防止潮气结水后沿管壁流入探头电路处；

　3.导气电缆线由探头引出水面时应尽量外套PVC管保护并沿途固定或沿支架的管内走线，使其避免直接受水力冲击而产生拉力，特别是水草较多

　　的渠道当电缆线上挂草时会产生很大的拉力并有可能将导气电缆线拉断。

　4.探头前面的圆形超声波换能器不能受到冲击及划伤；

　5.上位机（积算器）与探头的接线必须正确连接，否则会导致仪器损坏；

　6.仪器探头应避免在太阳下长时间暴晒，以免温度太高而引起故障（探头的温度不得超过70℃。）

　7. 在泥沙浓度较大的地方使用声学多普勒流速剖面仪要定期清理超声波换能器和压力传感器上的淤泥,防止淤泥把压力传感器堵塞。

福州大禹电子——ADCP声学多普勒流速剖面仪生产厂家，是您贴心的产品顾问。

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