声学多普勒流速剖面仪ADCP简介概要

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。

∙高度可靠性。

迄今为止，在中国应用的四十几台河流型ADCP无一台发生质量问题。

达到了零故障率、零返修率。

因此，尽管RDI公司ADCP价格通常高于其它厂家的同类产品，大多数用户还是选择RDI公司生产的ADCP。

(3) 上海黄浦江和太浦河ADCP与传统转子式
流速仪比测实验部分图片
客户：上海市水文总站
厂方：美国RDI公司
厂方中国代理：劳雷工业公司
比测时间：2001年9月27日～9月30日
站位１：黄浦江松浦大桥水文站测流断面
站位２：太浦河练塘水文站测流断面
在比测中，采用了一台RDI公司“瑞江”牌600 kHz走航式ADCP。

附比测实验部分图片：
站位１：黄浦江松浦大桥水文站测流断面
站位２：太浦河练塘水文站测流断面
RDI公司“瑞江”牌600 kHz走航式ADCP
走航式ADCP安装在租用的小船上
在黄浦江松浦大桥水文站测流断面比测中，采用四条测船和一个缆道测点，25小时连续测量
黄浦江松浦大桥水文站测流断面ADCP走航测量实例
黄浦江松浦大桥水文站测流断面ADCP走航测量结果与人工船测结果的比较：两者吻合很好
(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
最近，水利部长江水利委员会与RDI公司联合进行了将ADCP与DGPS、测深仪、及电罗经集成的试验并取得成功。

这是国内首次将DGPS、测深仪、及电罗经同时与ADCP 集成。

从而解决了ADCP在洪水期使用时遇到的高含沙量水流、河底存在推移质运动的问题，以及磁罗盘受铁壳船干扰的问题。

试验于2002年9月18日至20日在长江三峡黄陵庙水文站测流断面进行。

该测流断面位于长江三峡大坝下游约５公里处。

试验期间已过洪水期，流量大约为11,000立方米／秒，河宽约为400米，河床最深处为53米，含沙量约为0.5公斤／立方米。

试验船为黄陵庙水文站测船，铁壳船体，长约30米。

测船左舷中部装有ADCP安装支架。

该支架可以沿滑道上下滑动，调节ADCP入水深度。

试验采用了四台RDI公司的ADCP：
∙WHM150 型150 kHz ADCP
∙RDR300 型300 kHz BBADCP
∙WHM300 型300 kHz ADCP
∙WHR600 型600 kHz ADCP
测船上配备有一台电罗经和一台DGPS,和一台测深仪为。

ADCP与DGPS、测深仪、及电罗经的集成是由电脑运行RDI公司的WinRiver软件来完成的。

WinRiver软件具备与DGPS、测深仪、及电罗经进行通讯的接口，可以同时接受DGPS、测深仪、及电罗经的数据并将这些数据用于流速和流量的计算。

每一个外接仪器与电脑连接需要一个串口。

因此，当ADCP与DGPS、测深仪、及电罗经集成时，共需四个串口。

笔记本电脑通常只具备一个串口和一个或两个USB口。

试验中采用了一个USB口／多串口转换器。

该转换器可以将电脑的一个USB口转换成四个串口。

试验结果表明，由采用DGPS、测深仪、及电罗经数据得到的流量与底跟踪得到的流量吻合很好。

试验报告正在整理中。

以下是部分试验图片。

长江三峡黄陵庙水文站
黄陵庙水文站测船
WHM300 型300 kHz ADCP
参加试验人员合影
(5) RDI公司走航式ADCP河流流量测量软件
WinRiver已有中文版
自动设置仪器参数界面
工作界面
(7) 关于ADCP四波束和三波束的讨论
美国RDI公司生产的ADCP采用四波束换能器，而有的厂家的ADCP采用三波束换能器。

那末是四波束好还是三波束好？
回答这个问题，我们不妨做一个类比。

众所周知，三个轮子的汽车也能行驶。

但是为什么三轮汽车并不多见，而四轮汽车却随处可见。

其原因很简单，四轮汽车更安全、更可靠、行驶性能更好。

类似地，尽管ADCP只要有三个波束就可以测量三维流速，采用四个波束的ADCP的性能将好于三波束ADCP。

以下是四波束ADCP的主要优点：
１．即使因为某种原因（例如：水中杂物，游鱼，水下结构物等），四个波束中某一波束或者某一波束的某一单元失去信号或者信号不好，其它三个波束仍
然能够提供有效数据。

因而流速测量的可靠性提高。

２．采用四个波束测量，增加了测量信息量，使流速测量的短期精度比采用三波束提高约25%。

３．由于四波束的对称性，能够有效地消除由于船只横摇和纵摆引起的流速测量误差。

当然，四波束ADCP的造价要比三波束ADCP高。

这也是RDI公司的ADCP比其它厂家的ADCP价格略高的原因之一。

总之，四波束ADCP的可靠性和工作性能都比三波束ADCP要好。

（８）关于ADCP工作模式的讨论
美国RDI公司生产的“骏马”系列“瑞江”牌河流ADCP包括两种工作模式：标准模式和浅水高精度模式。

标准模式流速测量范围大，剖面深度大。

应用于大多数情况。

浅水高精度模式流速测量范围小，剖面深度小，但流速测量精度非常高。

其流速测量短期精度可达１个毫米／秒的量级。

因此，当流速很低，仅为几个厘米／秒的情况下，采用浅水高精度模式效果特别好。

我们曾在太湖流域某河流采用600 kHz“瑞江”ADCP浅水高精度模式进行了流速和流量测量。

当时测流断面约一半部分流速仅为１－３cm/s。

测量效果很好。

必须指出的是，有的厂家制造的窄带ADCP声称只需要一个工作模式就够了的说法是不恰当的。

用户可以提这样的问题：在１－３cm/s的流速情况下，窄带ADCP能够得到精确的测量结果吗？别说窄带ADCP，就是宽带ADCP标准模式也不能在这样低的流速情况下得到精确的测量结果，而必须采用高精度模式。

事实上，窄带ADCP的所谓一个工作模式与RDI公司宽带ADCP标准模式是相对应的。

它并不包含在低流速情况下精确测量的能力。

国内几个窄带ADCP的用户普遍反映，在走航测量时，当流速为10 cm/s左右时（流速还并不算很低！），窄带ADCP 流速测量精度已经很差，流速矢量沿航迹的分布很乱，呈“狼牙棒”状。

这是由于窄带ADCP短期精度低，远低于宽带ADCP的缘故。

因此，对于浅水高精度模式所能够解决的低流速测量问题，窄带ADCP的所谓一个工作模式并不能解决。

RDI公司的“瑞江”牌河流ADCP包括两种工作模式显然提高了ADCP的性能和价值。

太湖流域某河流采用600 kHz“瑞江”ADCP浅水高精度模式流速、流量测量实例。