1、測流原理及方法
ChannelMaster型H-ADCP是美國Teledyne RD Instruments公司生產(chǎn)的用于河流和明渠流速、流量實(shí)時監(jiān)測的固定式聲學(xué)多普勒流量自動測定儀。H-ADCP通過電纜與電腦連接即可以作為一個獨(dú)立的流速、流量實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)。H-ADCP也可以與其它儀器和設(shè)備集成為水質(zhì)水量遙測站。ChannelMaster型H-ADCP目前有三種頻率:1200 kHz, 600 kHz 和300 kHz,適用于不同寬度的斷面。
ChannelMaster型H-ADCP是通過兩個水平超聲波探頭測量流速,通過超聲波水位計(jì)測量水位,從而完成流量的測量、計(jì)算。
H-ADCP可以采用指標(biāo)流速法進(jìn)行流量測量。指標(biāo)流速法就是通過建立H-ADCP實(shí)測流速(指標(biāo)流速)與河流或明渠斷面平均流速之間的相關(guān)關(guān)系,即用實(shí)測資料對系統(tǒng)進(jìn)行率定來測量流量的。具體的比測標(biāo)定方法是,利用H-ADCP測量流速(指標(biāo)流速)的同時,用其它方法算出河流的真實(shí)流量,根據(jù)水位和預(yù)先知道的大斷面計(jì)算出斷面的過水面積,流量除以斷面過水面積就得出此時的斷面平均流速;此時H-ADCP測量的流速(指標(biāo)流速)與斷面平均流速相對應(yīng)。在不同的流量及水深情況下得出多組指標(biāo)流速和斷面平均流速,通過回歸分析(采用最小二乘法),即可建立起斷面平均流速與H-ADCP實(shí)測流速(指標(biāo)流速)之間的相關(guān)關(guān)系(回歸方程)。
ChannelMaster型H-ADCP 主要優(yōu)點(diǎn)如下:
- 采用TRDI公司寬帶技術(shù)。
- 高精度、高空間和時間分辨率??梢允褂幂^小的單元、在較短的采樣時間步長內(nèi)獲得精確的流速數(shù)據(jù)。
- 對于很難測驗(yàn)的低流速和非恒定流也能獲得高質(zhì)量測驗(yàn)數(shù)據(jù)。
- 標(biāo)準(zhǔn)配置1-128個可選單元、0.2-10m 可選單元長度、1-300m 剖面范圍(取決于系統(tǒng)頻率)。可以得到更多的流速數(shù)據(jù),從而可以測出水流在水平方向的分布,具有很大的靈活性。
- 標(biāo)準(zhǔn)配置超聲波水位計(jì)和壓力式水位計(jì),使得水位測量更加準(zhǔn)確、可靠。
- 標(biāo)準(zhǔn)配置傾斜計(jì)。傾斜計(jì)對于調(diào)整H-ADCP 安裝支架和監(jiān)測安裝支架的傾斜變化從而保證測驗(yàn)數(shù)據(jù)質(zhì)量具有重要的作用。
- 標(biāo)準(zhǔn)配置不銹鋼安裝底座,使H-ADCP 安裝十分方便。
- 采用的聲學(xué)多普勒技術(shù)。它具有安裝容易、操作簡便、不易受生物附著影響、價(jià)格適中、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。
- 數(shù)據(jù)通訊有多種接口可供選擇,便于系統(tǒng)集成。
2、 技術(shù)指標(biāo)
ChannelMaster型H-ADCP的流速剖面測量(寬帶技術(shù))的技術(shù)指標(biāo)為:
系 統(tǒng) 頻 率 | 300kHz | 600kHz | 1200kHz |
單 元 數(shù) | 1~128 | 1~128 | 1~128 |
盲 區(qū)(米) | 1.0 | 0.5 | 0 |
最小單元長度(米) | 1.0 | 0.5 | 0.25 |
單元長度(米) | 8 | 4 | 4 |
剖面范圍(米) | 300 | 90 | 20 |
流速量程(米/秒) | ±20.0 | ±20.0 | ±20.0 |
流速測量精度 | 0.5%±0.2cm/s | 0.5%±0.2 cm/s | 0.5%±0.2 cm/s |
流速分辨率(米/秒) | 0. 001 | 0. 001 | 0. 001 |
水位測量(米) | 19 | 19 | 19 |
水位測量誤差 | 0.5%±0.5cm | 0.5%±0.5cm | 0.5%±0.5cm |
流量測量誤差 | <5% | <5% | <5% |
通訊協(xié)議 | MODBUS或MODBUS/TCP | MODBUS或MODBUS/TCP | MODBUS或MODBUS/TCP |
序 號 | 標(biāo)準(zhǔn)配置傳感器 | 技 術(shù) 指 標(biāo) |
1 | 流速測量換能器 | 配置:雙聲束、±20°聲束角;聲束寬度:1200kHz/600kHz :1.5°,300kHz: 2.2°。 |
2 | 超聲波水位計(jì) | 量程:0.1—19m;精度:±0.25%;分辨率:0.1mm。 |
3 | 壓力式水位計(jì) | 量程:0.1—10m;精度:±0.5%;分辨率:1.0mm。 |
4 | 溫 度 探 頭 | 量程:-4—40℃;精度:±0.2℃;分辨率:0.01℃。 |
5 | 傾 斜 計(jì) | 量程:±15°;精度:±0.5°;分辨率:0.01°。 |
- 通訊:RS-232、RS-422、RS-485、SDI-12
- 內(nèi)存:4M
- 抗振動:滿足IEC 721-3-2標(biāo)準(zhǔn)
- 外殼:聚亞胺酯澆鑄殼體、鈦合金銜接件
- 底座:不銹鋼安裝底座
- 電源:電壓:10—18VDC,電流:1.5A,
- 功耗取決于流速測量參數(shù)測定
- 維護(hù)專用工具:滿足日常維護(hù)所需的各種專用工具。
- 具有時間設(shè)置功能,可根據(jù)需要設(shè)定監(jiān)測頻次
- 具有儀器基本參數(shù)貯存、斷電保護(hù)與自動恢復(fù)功能
- 具有雙向數(shù)據(jù)及信號傳輸功能