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ADCP介绍讲解

ADCP 河流流量测量
原理及操作使用方法
美国RDI公司水利部南京水利水文自动化研究所
RDI公司简介
• 1981年建立，在美国加利福尼亚州，圣地亚哥 • 创始人：Fran Rowe, Kent Deines (RD) • 最大的ADCP生产厂家 • 已通过 ISO9001 国际质量体系认证 • ADCP 产品年销售额约二千万美元 • 大约四千多台ADCP应用于世界各地 • 大约一百多台ADCP 在中国
• 水流断面被分割成若干个离散的层，叫做深度单元
• 下面的内容将介绍怎样测量这些深度单元中的流速数据的过程
RD Instruments
• Acoustic – 声学的 • Doppler -- 多普勒 • Current -- 流速 • Profiler -- 断面
声波的传播
• ADCP 向水中发射固定频率的声波短脉冲。
Non-Homogeneous Layer: Large error velocity
ADCP 测流原理小结
• Acoustic -- ADCP 向水中发射固定频率的超声波短脉冲。
• Doppler --这些超声波脉冲碰到水中的散射体（浮游生物，泥沙等）将发生散射。从散射体返回的信号在频率上有变化（频移）。
o
90 o
270
o
270 o 90
2
40 db 30 db 20 db 10 db
o
90 o
270
o
0
大直径换能器
o
0
小直径换能器
旁瓣（Side Lobe）
• 对于声束角＝20 度的ADCP，旁瓣区大约为水深的 6%
• 25 度: 10%
• 30 度: 15%

adcp单元层数

adcp单元层数
adcp单元层数是指ADCP（声学多普勒流速剖面仪）的测量层数。

ADCP是一种用于测量河流、海洋或其他流体流动速度的设备，它通过声学多普勒效应来测量流体的速度。

ADCP的测量层数通常是指设备能够同时测量的垂直方向上的层数。

例如，一个二层的ADCP可以测量一个流体截面上的两个不同深度处的速度。

三层的ADCP则可以测量三个不同深度处的速度，以此类推。

ADCP单元层数的选择取决于研究的需求和目标。

对于一些简单的应用，可能只需要测量一个深度处的速度，而对于其他应用，可能需要测量多个深度处的速度以更好地了解流体的流动特性。

需要注意的是，ADCP的单元层数并不是越多越好。

过多的层数会增加设备的复杂性、成本和功耗，同时也会增加数据处理的难度。

因此，在选择ADCP时，需要根据实际需求来选择合适的单元层数。

1。

如何选择ADCP品牌

如何选择ADCP品牌ADCP，是英文Acoustic Doppler Current Profiler的缩写。

中文通常译为声学多普勒流速剖面仪。

ADCP的发明被认为是流速、流量测量领域的一次革命。

它标志着流速、流量测量的现代化。

近几年来，一些水文单位已经从国外引进了ADCP。

许多还没有ADCP的单位也在考虑引进。

因为ADCP属高科技产品，又是从国外进口，所以价格昂贵。

根据品牌、系统频率和配置，ADCP国内售价大约在二十几万至三十几万人民币之间。

因为ADCP在国内应用还不普遍，许多单位和个人对目前国际上现有的几个ADCP品牌以及它们之间在质量和性能上的差别不太了解。

而ADCP厂家及其国内代理在宣传和推销其ADCP时，往往只强调其品牌的优点，不讲该品牌的缺点和质量上存在的问题。

另外，一般人普遍认为，国外（美国）的产品质量和性能不会有什么问题。

然而，并非美国的产品质量和性能一定就都好。

国内有的单位引进的美国产品，由于质量不好发生故障以及产品性能上的问题，多次返修或换货。

还有，不同品牌的ADCP在性能上差别会很大。

为了帮助大家选择ADCP品牌，以下简要叙述在选择ADCP品牌时应考虑的因素和应注意的问题。

１．可靠性可靠性是任何仪器的最重要的质量指标。

没有人愿意花几十万元买一台仪器经常发生故障，耽误生产，领导那里也交代不过去。

通常可以用故障率来描述仪器的可靠性。

然而，几乎没有仪器厂家在其产品介绍中告知其仪器的故障率。

厂家在国内的代理也不会告知客户该品牌的仪器在国内发生故障的情况。

为了了解某品牌ADCP的可靠性，欲引进ADCP的单位只有自己调访国内已有ADCP的用户，向他们了解是否某品牌ADCP有过故障和返修。

２．流速测量精度与机械式流速仪不同，ADCP的流速测量精度性能指标包括两个：即长期精度和短期精度。

两个精度指标在概念上有很大的差别。

2.1 长期精度（或长期误差）从理论上讲，长期精度是指当流动为恒定流时，ADCP采样时间平均步长趋近于无穷大时流速测量的精度。

ADC讲义P演示文稿

美国TRDI公司生产的“骏马”
系列“瑞江”牌河流宽带
ADCP是TRDI公司的第三代
声学多普勒河流流量测验系
统。与第一代和第二代河流
ADCP相比，“瑞江”ADCP
的尺寸，重量，盲区都大大
减小；价格也大幅度降低。
美国国家地理调查局已接受
“瑞江”ADCP作为其河流流
图5
量测验的标准仪器之一，各
项指标见表1。
“瑞江”1200 kHz和 600 kHz ADCP 有两种工作模式：标准工作模式和浅水高精度工作模式。标准工作模式适应范围大，应用于大多数情况。然而在水很浅、流速很低情况下，采用浅水高精度工作模式可以有效的提高测量精度。
TRDI公司开发出了“零盲区”技术，应用于1200 kHz ADCP。因此，
对较高含沙量河流适用性较好。高含沙量意味着水体对声波能量的吸收增强。这时需要采用较低频率的系统才能达到较大的剖面深度和保持底跟踪。然而一般低频系统分辨率较低。由于采用了宽带信号处理专利技术， TRDI 较低频率的系统（600 kHz 和300 kHz ）在较高含沙量情况下具有较好的穿透性，并且分辨率较高。
表1 各种频率走航式宽带ADCP系统的主要技术指标
频率（型号）
1200 （WHRZ1200-1）
600 kHz （WHR600-1）
300 kHz （WHRM300-1）
标准工作模式
盲区（m）单元数最小单元长度（m）最大单元长度（m）最小剖面深度（m）最大剖面深度（m）
流速量程（m/s）
窄带 (Narrowband): ADCP的声信号发射和处理的一种方法. 对于每一个流速测量，ADCP发射一个单独的、相对较长的脉冲波,然后聆听(即接受)水体中颗粒物对这个脉冲的反射波, 并记录发射波与反射波之间的频率改变即多普勒频移, 用来计算水体的速度.靠多次平均来消除干扰。图1～ 2表示单频系统存在的问题和工作过程。

ADCP介绍及使用方法

ADCP介绍及常用使用方法ADCP全称为Acoustic Doppler Current Profilers，即声学多普勒流速剖面仪，是二十世纪八十年代初发展起来的一种新型测流设备。

它与传统机械转动为基础的传感流速于不同，其采用声波换能器作为传感器，换能器发射生脉冲波，生脉冲波通过水体中不均匀分布的泥沙颗粒、浮游生物等反射，由换能器接收信号，经测定多普勒频率而测算出流速。

ADCP具有能直接测出断面的流速剖面、具有不扰动流场、测验历史短、测速范围大等特点。

ADCP的测量原理与传统的测量基本原理一样：在测流断面上布设多条垂线，在每条垂线处测量水深并测量多点的流速从而得到垂线平均流速。

它与传统方法的不同之处在于：传统流速仪法是静态方法，流速仪是固定的；而ADCP则是动态方法，它在随测量船运动过程中进行测验。

传统流速仪法要求测流断面垂直于河岸；而ADCP方法不要求测流断面垂直于河岸，测船航行的轨迹可以使斜线或曲线。

ADCP所测的垂线（子断面）可以很多，每天垂线上的测点也很多。

下面介绍ADCP的常用使用方法：一、仪器安装：如图所示，将仪器安装在测杆上。

要求3#波束对准船头方向，注意接口处用硅脂进行水密处理。

连接电源时要注意正负极（红正黑负），切勿接反。

并连入计算机。

二、仪器自检在仪器入水前，运行BBTALK软件，按软件提示操作，进行检查。

设置串口与波特率等：运行TEST命令文件完成测试。

三、数据采集运行WinRiver软件，选择采集模式。

根据实际情况，设置各设备的串口、参数等。

对于长江口测量常用参数如下（仅供参考）：参数：600k及ADCP序号（如8532，9309等）；Depth（深度）为ADCP放置在水下的深度，根据实际情况而定，一般为0.5；Vairation（磁偏角），上海的值为-4；MaxDepth（最大水深），可以取略大于实际水深2-3m的值来设定；SecendDepth，可取MaxDepth值；Max水速，一般长江口可取3.0，根据实际情况大概估计；Max船速，一般情况下不超过Max水速值；Streambed（底部土质），根据实际情况选择mud，slit，sand等；Bottelm Mode，一般选择Mode 5（选择AUTO亦可）；Water Mode，一般选择Mode 1（选择AUTO亦可）；专业相关的命令运算符如下：EX11111——转成enu（地球）坐标WP4——water-pin水跟踪（4个值一组）BP4——bottlem-pin底跟踪（4个值一组）WF25——盲区为25cmES10——指盐度（取实际值，不一定是10，只是举例，下同）WS50——分层单元，指一个seil层厚度，一般要求不高时用50cm，要求高时用30cmWN80——一共有多少个层？一般取（max水深/每个seil层厚度）+2的值，只要大于max水深/层厚就好了TE00000000——连续采集数据，若不设置的话一般为1.6s-2s一个数据，若需要自己设置时，00 00 00 00分别对应时、分、秒、毫秒设置值。

ADCP相关名词解释

ADCP相关名词解释深度单元 (depth cell or depth bin) ：ADCP流速测量在水深方向（即垂线）上分好多层。

每一层即为一个测量单元。

实测流速是每一层（即单元）内流速的平均值。

一个单元相当于一个定点流速仪。

深度单元数目（number of depth cells）：一般ADCP最多可以有128个单元。

用户可根据现场情况和需要设定单元数目。

最大剖面范围（maximum profiling range）：指ADCP能够提供有效数据的距离范围（即离ADCP的距离）。

最大剖面范围取决于A DCP声信号发射，接收和处理方法，系统频率，深度单元尺寸，水体含沙量，温度，盐度等。

脉冲 (ping)：指ADCP完成一次信号发射，接收，和处理，即完成一次采样。

Pulse脉冲发射速率（ping rate）：指ADCP在单位时间内完成一次信号发射，接收，和处理（即完成一次采样）的次数。

集合或剖面（ensemble或profile ）：由多次脉冲 (ping)采样进行平均的结果。

ADCP输出的数据通常都是相应于集合或剖面的。

即多次脉冲采样的平均值。

时间平均步长（time-averaging interval ）：相应于集合或剖面的时间或周期。

在时间平均步长内的所有脉冲采样值经过平均后输出。

分辨率 (resolution)：这里讨论的分辨率为ADCP测量的空间分辨率和时间分辨率。

对于仰视或俯视的ADCP ，空间分辨率通常以深度单元的尺寸来量度。

单元尺寸越小，空间分辨率越高。

时间分辨率通常以满足某一精度测量要求的时间平均步长来量度。

精度要求越高，所需的时间平均步长越长，即时间分辨率越低。

值得注意的是，空间分辨率和时间分辨率是相关的。

对于一定的精度要求，提高空间分辨率（即采用较小的深度单元）则会降低时间分辨率。

反之，降低空间分辨率（即采用较大的深度单元）则会提高时间分辨率。

另外，当应用ADCP 进行走航测量时，时间分辨率乘以船速即为水平方向的空间分辨率。

adcp 测量原理

adcp 测量原理The principle of ADCP measurement is essential for understanding how this technology works and its various applications. ADCP, which stands for Acoustic Doppler Current Profiler, is a type of sonar device that is used to measure the speed and direction of ocean currents. The device operates by emitting sound waves into the water and measuring the frequency shift of the signals that are reflected back. This allows for the calculation of water velocity at different depths. ADCP measurements are crucial for a wide range of applications, such as oceanography, marine biology, environmental monitoring, and engineering projects.ADCP 测量原理是理解这项技术如何工作及其各种应用的基础。

ADCP代表声学多普勒流速剖面仪，这是一种用于测量海洋流速和方向的声纳设备。

该设备通过向水中发射声波并测量反射回来的信号的频率变化来进行操作。

这允许计算不同深度的水流速。

ADCP 测量对各种应用至关重要，如海洋学，海洋生物学，环境监测和工程项目。

From a technical perspective, the principle of ADCP measurement is based on the Doppler effect, which describes the change infrequency or wavelength of a wave in relation to an observer who is moving relative to the wave source. In the case of ADCP, the sound waves emitted by the device encounter moving water particles, causing a change in frequency when the waves reflect back to the device. By analyzing the frequency shift, the ADCP is able to calculate the speed and direction of the water currents. This principle forms the basis for the accurate and reliable measurements obtained through ADCP technology.从技术角度来看，ADCP 测量的原理是基于多普勒效应，描述了波的频率或波长随观察者与波源的相对运动而发生的变化。

ADCP(走航式)使用说明书

ADCP（走航式）使用说明书一、仪器安装将仪器按图示安装在测杆上。

要求3#波束对船头方向，插ADCP上的插头时，要抹一点硅脂，插好后要锁好锁圈（在拔下插头前，一定要先松开锁圈）。

电缆出线首先要用线卡固定，再用扎带捆在测杆上，引入船上。

12V电源正负极切勿接反（红正黑负），另一九针插头插入计算机串口，二、仪器自检在仪器入水前进行（在每天工作前都应检测ADCP），运行BBTALK 软件，按软件提示操作。

（1）设置串口，对ADCP类选型WH(2)设置波特率9600 （3）发送唤醒命（4）运行TestWH.rds 命令文件，自动完成测试在“文件”菜单中选“发送命令文件”（文件名：TestWH.rds）随即开始自动检测，按提示操作，当提示rubber beam 1 时，用手快速摩擦波束1的超声波发射面，如果正常会显示“pass”，随后再分别摩擦波束2、3、4的超声波发射面，正常显示“pass”，表明检测通过。

可以将仪器连同测杆装入水中，进行断面流量测量。

三、数据采集运行WinRiver软件1、参数设置（1）在“文件”菜单中选“采集模式”（2）设置通讯口在“设置”中选“通讯”，然后点击“增加”，按实际情况分别设置连接ADCP, GPS 等设备的串口参数。

（3）自动设置仪器参数“配置向导”是WinRiver V.1.03 版的特色，它的功能是按照用户提供的具体河流数据，根据RDI公司的专家经验自动设置仪器参数。

在“设置”中选“配置向导”。

在弹出菜单中，根据实际情况填写所有的空格，尤其是“ADCP配置”。

然后点击“运行向导”，程序会根据所填数据自动确定仪器参数，如水层单元个数，水层单元厚度，测流模式等。

最后点击“确定”退出该菜单。

如果程序发现可能发生如“流动底”等问题，将会在警告窗口显示相应的警告信息，但不影响其设置仪器参数。

（4）检查仪器设置在“设置”中选“配置设置”，检查各菜单参数设置。

一般不需要修改设置值，但对有经验的用户，可以在“命令”菜单中的“用户命令”栏中输入自己的命令。

走航式ADCP实用技能简介

lI自然科学篇ll ZIRAN KEXUE PlAN走航式ADCP实用技能简介邓怀勇ADCP是英文A cou sti c Doppler C urr en t Profi ler的缩写，中文通常译为声学多普勒流速剖面仪。

用ADCP进行河流流量测验是近十几年才发展和应用的新的流量测验方法，此方法的发明被以为是河流流量测验领域的一次革命，ADCP专门用于测量河流、水渠或狭窄海峡的流量，仪器性能稳定，是一种快速有效的测流装置。

当使用ADCP从河流某断面一侧测至另一侧时，能在较短的时间内即可测出流量，比传统流速仪法提高多倍效率。

我站使用的ADCP是美国RDI公司第三代河流ADCP“骏马”系列的船测(走航测量)“瑞江”牌 ADCP，工作频率600KHz。

使用两年多来，积累了一些经验，经历了一些教训。

本文就ADCP在应用及维护和使用中的一些注意事项作一些简单探讨。

1ADCP的应用1．1基本原理安装在测船上的ADCP，其测量系统包括几个部分：①ADCP②信号传输线③电脑④数据采集软件。

ADCP是一种利用声学多普勒原理测量水流速度剖面的仪器，一般配备四个换能器(即探头)，每个探头即是发射器又是接收器，利用声学原理ADCP向水体发射某一固定频率的声波，然后聆听被水体中悬浮且随水体运动的颗粒物散射回来的声波，并记录发射波与反射波之间频率改变，这个频率改变即称为多普勒频移，据此可计算出水流相对于ADCP的速波。

同时ADCP还向河底发射“底跟踪” 声波，测出ADCP安装在测船上(或移动平台)的运动速波及水深，将水流相对速度扣除船速即得到水流的绝对速度。

按多普勒频移方程：凡一2F罟式中：R一～多普勒频移；2——系数(ADCP既发射声波又接收回波，因此多普勒频移加倍) F——发射频率；C一一超声波在水体中的传播速度，与温度、含盐度有关；V——水流的运动速度。

由式可知，发射波频率F为已知，只要测定声速C和频移Fa，即可求出水流速度。

ADCP介绍

ADCP走航测量
ADCP在走航测量中测量如下数据：
• 水的相对速度（相对于船的速度，由“水跟踪”测出）
• 船速(由“底跟踪”测出, 或由GPS算出) • 水深（由河底回波强度测出，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）
距离 = 3m
ADCP走航测量
0.2
0.2 Depth
RDI公司ADCP发展历程
• 1981，第一代：窄带 ADCP • 1991，第二代：宽带 ADCP • 1995，第三代：“骏马”系列 ADCP • 尺寸大大减小；价格降低一半左右
“骏马”系列 ADCP三种型号
“瑞江”牌：河流型 “监测”牌：直读型 “哨兵”牌：自容型
第三代河流ADCP与第二代河流ADCP的比较
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
TRAIN APPROACHES-Higher Pitch
TRAIN RECEDES-Lower Pitch
经典实例
声学多普勒频移取决于沿声束方向运动
观察者速度
表观速度
0 波 / 单位时间
8 波 / 单位时间
• 水流断面被分割成若干个离散的层，叫做深度单元
• 下面的内容将介绍怎样测量这些深度单元中的流速数据的过程
RD Instruments
• Acoustic – 声学的 • Doppler -- 多普勒 • Current -- 流速 • Profiler -- 断面
声波的传播
• ADCP 向水中发射固定频率的声波短脉冲。
由式（1）可以看到，随着呯数目的提高, 流速测量的短期误差迅速减少。

adcp使用场景

adcp使用场景
ADCP（AcousticDopplerCurrentProfiler）是一种利用声波测量水流速度和方向的仪器。

它可以在任何水深测量流速和流向，并且可以在瞬间测量整个水柱的流速。

以下是ADCP的使用场景：
1. 海洋研究：ADCP可以帮助研究海洋中的水流和洋流，了解海洋环境的变化和影响。

它可以用于研究海洋中的潮汐、海浪、风、冰和的海流等。

2. 水文环境调查：ADCP可以用于水文环境调查，例如河流、湖泊和水库等水体的流速和流向。

它可以提供准确的水文数据，帮助分析水文环境的变化和影响。

3. 水利工程测量：ADCP可以用于水利工程测量，例如水闸、水坝和水电站等水利设施的流速和流向。

它可以提供准确的水文数据，帮助计算水利工程的水力学参数，如液力坝和泄洪堰的水流量。

4. 水下勘察和测绘：ADCP可以用于水下勘察和测绘，例如海底地形、潜水器等水下设施的水流速度和方向。

它可以提供准确的水文数据，帮助水下勘察和测绘的相关工作。

总之，ADCP可以在许多不同的场景中使用，它是测量水流速度和方向的可靠工具，可以提供准确的水文数据，帮助分析和研究水文环境。

- 1 -。

ADCP基本原理及应用

ADCP基本原理及应用佘亮亮1,2，谢悦波1,2，1河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，南京 (210098)；2河海大学水文水资源学院，南京 (210098）E-mail：lianglshe@摘要：多普勒测流仪(ADCP)是当前在水文行业推广的一种新型测流仪器，该仪器利用声学多普勒原理，测量水流速度剖面，具有测验时间短、分辨率高、精度好、资料完整、信息量大等优点。

本文详细介绍了多普勒测流仪测流的基本原理，通过实例，比较它与传统流速仪的测量结果，并分析误差的来源和合理性，说明其在感潮河段测流测验中，表现出速度快、精度高、省时省力，较传统流速仪所不可比拟的优越性，因此在复杂的长江河口地区应大力推广该技术，加快实现水文水利现代化。

关键词：ADCP，原理，优越性中图分类号：P331. 引言声学多普勒流速剖面仪（Acoustic Doppler Current Profiler）（图1）的英文缩写为ADCP，它是近十多年才发展和应用的一种快速、经济、有效的高精度测流仪器。

该仪器自20世纪90年代初被引进我国，至今已在我国的河流、湖泊、海洋等的水体流量测验中广泛应用，特别是在潮汐河段的水文测验中应用较多。

图1 声学多普勒流速剖面仪2. 声学多普勒原理与方法简介ADCP安装在特制的船上（图2），每个ADCP配有4个换能器（图3），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。

换能器发射的声波能集中于较窄的范围内，也称为声束。

换能器发射固定频率的声波，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和水体流速相同，当颗粒物的运动方向接近换能器时，换能器聆听到的回波频率比发射波的频率高；当颗粒物的运动方向背离换能器时，换能器聆听到的回波频率比发射波的频率低。

声学多普勒频移，即发射声波频率与回波频率之差由下式确定：2 D S VF FC=式中：D F 为声学多普勒频移，S F 为发射声波频率，V 为颗粒物沿声束方向的移动速度，C 为声波在水中的传播速度，2为系数。

走航式ADCP简介

投标支持文件汇编投标产品名称：声学多普勒流速剖面仪 (ADCP)生产厂家：RD Instruments (RDI)，美国(1)RDI公司及其ADCP简介(2)RDI公司ISO9001 国际质量体系认证证书(3)上海黄浦江和太浦河ADCP比测实验部分图片(4)长江三峡黄陵庙水文站ADCP与DGPS、测深仪、及电罗经集成试验简报(5)走航式ADCP测量软件WinRiver中文版(6)RDI公司河流型ADCP国内用户名单(7)关于ADCP四波束和三波束的讨论(8)关于ADCP工作模式的讨论(1) 美国RDI公司及其ADCP简介RD Instruments，简称RDI，位于美国加利福尼亚州圣地亚哥市，是全球最大的ADCP（即：声学多普勒流速剖面仪）生产厂家。

RDI已通过ISO9001国际质量体系认证。

目前年产值超过两千万美元。

RDI成立于1981年。

在二十多年的发展历程中，RDI始终位于ADCP技术的世界领先地位。

以下是 RDI公司的重要技术成果：•1981，生产出世界上第一台商品ADCP•1982，河流型ADCP，开创了ADCP河流流量测量的纪元•1991，宽带 ADCP专利技术•1995，“骏马”系列 ADCP：使ADCP小型化，价格大幅度降低•1997，“骏马”系列“瑞江”牌河流型ADCP•1998，相控阵ADCP专利技术•1999，ADCP波浪仪专利技术•2001，H-ADCP：用于河流流量在线监测•2001, 零盲区技术RDI公司向中国客户提供ADCP已有十几年的历史。

至今已有一百多台RDI公司生产的ADCP应用于中国的海洋、河流、科研船只、海军舰艇、海上采油平台、等等。

其中应用于河流流量测量的走航式ADCP有四十几台。

RDI公司生产的ADCP以其优良的性能和可靠性赢得了用户的好评。

其重要优点为：∙采用宽带专利技术，因此具有高分辩率、高精度。

这对走航测量尤为重要。

∙采用四波束换能器。

有效地消除船摇晃的影响; 提高测量的可靠性。

ADCP测流

1．引言河流流量测量是水文工作者的重要任务之一。

传统的河流流量方法包括人工船测，桥测，缆道测量，和涉水测量等。

其基本原理是在测流断面上布设多条垂线。

在每条垂线处测量水深并用流速仪测量一至几个点的流速仪从而得到线平均流速。

进而得到断面面积和断面平均流速。

流量则由断面面积和断面平均流速的乘积得到。

ADCP是英文Acoustic Durrent Profiler的缩写。

中文通常译为声学多普勒流速剖面仪。

当装备有ADCP的测量船从河流某断面一侧航行至另一侧时，ADCG即刻测出河流流量。

本文简要介绍ADCP和ADCP河流流量测量原理和方法。

2．ADCP简介顾名思义，ADCP是一种利用声学多普勒原理测量水流速度剖面的仪器。

与机械式电磁式流速仪不同，ADCP是一种遥测仪器。

即ADCP流速测量点不在ADCP所处的位置。

而且，ADCP可以测量距其一定范围内的许多点的流速。

也就是说，一台ADCP可以替代许多台机械式电磁式流速式。

为了测量三维流速，ADCP一般装备有四个（或三个）声换能器。

换能器总是安装成与ADCP轴线成一定倾角。

每个换能器即是发射器对应于一个声束。

换能器发射的声波尽可能集中于较窄轴线成一定倾角。

每个换能器即是发射器又是接收器。

换能器发射的声波尽可能集中于较窄的声束范围内。

每一个换能器对应于一个声束。

换能器发射某一固定频率的声波，然后聆听被子水体中颗粒物散射回来的声波。

假定水体中颗粒物与水体流速相同。

当颗粒物的移动方向是接近换能器时，换能器聆听到的回疲频率高。

当颗粒物的移动方向是背离换能器时，换能器聆听到的回波频率比发射波频低。

声学多普勒频移，即发射声波频率与回波频率之差由下式确定：式中：Fd是声学多普勒移；FS是回波频率；V是颗粒物沿声方向的移动速度（即沿声束方向的水流速度）C是声波在水中全会传播速度。

ADCP每个换能器轴线即为一个声束座标。

每个换能器测量的流速是水流是水流沿其声束座标方向的速度。

任意三个换能器轴线即组成一组相独立的空间声束座标系。

海洋仪器介绍

ADCP（声学多普勒海流计）
原理及运用：ADCP 安装在特制的船上，每个 ADCP 配有4 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。换能器发射的声波能集中于较窄的范围内，也称为声束。换能器发射固定频率的声波，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和水体流速相同，当颗粒物的运动方向接近换能器时，换能器聆听到的回波频率比发射波的频率高；当颗粒物的运动方向背离换能器时，换能器聆听到的回波频率比发射波的频率低。主要功能：测量三维流场剖面，同时还兼有测量悬浮泥沙浓度的功能，主要应用领域是海洋监测，环境保护，海洋开发和航道建设等方面。
正常模式： 1)测量周期设定电源开启后液晶先显示030d；再循环显示3c.15c．、30c，这是你选择的测量周期。当显示值符合你的要求时按一下设定，出现询问性显示1111，请等2秒，仪器即进入正常测量周期。接着，显示器显示一次空白，提示此项设定已经完成。 2)正常工作仪器流速为工作基本周期3分钟流速测量的平均值。流向为工作基本周期测量的瞬时值。测量结束，蜂鸣器提示用户进行读数记录。液晶显示器交替显示流向值和流速值，重复8次。 “：”符号周期性闪动，表示正在进行流速流向测量。液晶显示器显示不同的参数时具有以下特征，显示流速时数值后有符号“C”，数值前无前置0。显示流向时数值后有符号“d”，数值有前置0。
海洋仪器介绍
1.直读式海流计和ADCP 2.Ctd 3.便携式溶解氧仪
1.直读式海流计
SLC9-2 型直读式海流计是一种轻便、可靠、廉价、攻耗低的新型测流仪器。它主要有水下主机、水上数据终端等部分组成，用三芯轻便电缆传输讯号，并可负担水下探测器的重量。本仪器可在任何类型的船只或平台上使用。该仪器可供测量海洋、港湾、江河、湖泊、水库、河口中不同深度下水流的速度和方向，尤其适宜于超浅海水域中使用。同时它还可以用浮子把探测器漂离船体测量表层流的速度和方向。SLC9-2 型直读式海流计结构：主要由水下主机、传输电缆、水上数据终端等部分组成。

走航式ADCP(瑞智)在平原地区低水流条件下的应用

走航式ADCP(瑞智)在平原地区低水流条件下的应用摘要：ADCP(英文全称Acoustic Doppler Current Profiler,中文译为声学多普勒流速剖面仪)是近20年来发展起来并得到广泛应用的新技术，它利用声学多普勒效应进行测流，可大大减轻劳动强度，并且对测验条件要求不高而得到普及应用。

本次实验系统介绍了ADCP的工作原理，测验原理，并根据大量实地测量的数据，详细论证了ADCP在平原地区低水流条件下的应用。

关键词：ADCP；声学多普勒效应；底跟踪；低水流；比测1 ADCP简介1.1 ADCP的工作原理ADCP利用声学多普勒效应进行测流。

换能器发射出一定频率的脉冲信号，该脉冲信号碰到水体中的悬浮物资后产生后向散射回波信号，该信号被ADCP所接收。

悬浮物资随水流而漂移，使该回波信号的频率与发射的频率之间产生一个频差，即多普勒频移。

为了测量流速，ADCP（以下均为瑞智）新设计的圆形阵相控传感器由2592个电子单元组成，平面相控阵换能器形成4个测流波束，另设有一个活塞式垂向换能器第5波束测水深，一体集成。

1.2 ADCP的应用原理ADCP与传统流速仪测流方法（桥测、缆道）及浮标测流方法的基本原理一样，将整个测流断面化分为多个子断面（即布设多条垂线或测点），在每个子断面内测量垂线上一点或多点流速并测量水深，从而得到垂线（即子断面）的平均流速和流量，再将各个子断面的流量累计得到整个断面的流量。

ADCP的安装和应用，是将ADCP安装在移动平台上（调查船），进行走航流速剖面测量。

这时测得的“速度”是船舶航速和水流流速的矢量和，必须把船速从这一矢量和中除去，才能获得真正的流速。

为此，必须采用“底跟踪”技术。

所谓底跟踪是指ADCP通过接收和处理河底的回波信号跟踪船只相对于河底的运动速度（即船速），测得这一速度即可轻易地获得流速真实值。

实际测流时将装备有ADCP的测船从河流断面的一岸移动到另一岸，ADCP能马上测出断面的流速剖面和流量，效率较传统方法大为提高。

ADCP原理

A D C P原理(总22页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除1 说明这是声学多普勒流速剖面仪操作规则的第二版本：这是一个实际性的突破。

第一版本主要介绍了窄带声学流速剖面仪。

从那时开始，Teledyne RDI公司就已经介绍了宽带ADCP,并且最近在工作室越来越多的采用这种技术。

这一版本的修正反映了由宽带技术所引起的变化。

这个突破是基础性原则和实际信息的结合，而要理解宽带ADCPs如何工作和怎么使用它们正需要这些基础性原则和实际的信息。

这个突破将介绍一些基本的概念，它适用于大部分所介绍的规则，这些规则只能浅薄的处理它们。

要想进一步的学习，我们推荐使用在书目中所列的参考书目。

Teledyne RDI公司的历史Teledyne RDI公司坐落在CA San Diego，专门从事水下声学多普勒产品的设计和制造，这种设备大量应用于水流剖面和精确导航。

本公司的前身是RDI公司，这个公司由 Fran Rowe 和 Kent Deines在1982年创建。

这个公司的成立是第一个声学多普勒流速剖面仪工业发展的结果。

这个变革性的装置能够对水下的128个独立的监测点阵列进行剖面水流测量。

多年之后，RDI公司通过对新产品的发展、高级数据的质量和最高水平的服务质量和服务支持提供坚定的承诺，使它在工业中经历了稳步的发展并保持主导地位。

在2005年8月，RDI公司被Teledyne 科技公司收购，而现在它作为Teledyne科技有限公司的间接子公司来运作。

在这些成就的基础上，这个公司的名字变为Teledyne RDI公司。

这个公司现在雇佣了200多个受过多种训练的科学家、工程师、销售人员和支持人员；拥有30,000平方英尺的符合ISO-9001:2000标准的设施，其中包括先进的工程技术，实验室，制造业和质量检测区。

ADCP的历史ADCPs的前身是多普勒计程仪，即测量船在水上或海底的速度。