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文档简介

声学多普勒流速仪 ADV AcousticDopplerVelocimetry 应用 原理 结构 简介 目录 简介 SonTek公司为美国陆军工程兵团水道实验室设计制造的 该流速仪运用多普勒原理 采用遥距测量的方式 对距离探头一定距离的采样点进行测量 结构 声学多普勒测速仪主要由三部分组成 量测探头 信号调理 信号处理 量测探头由三个10MHz的接收探头和一个发射探头组成 三个接收探头分布在发射探头轴线的周围 它们之间的夹角为120 接收探头与采样体的连线与发射探头轴线之间的夹角为30 采样体位于探头下方5cm或10cm 这样可以基本上消除探头对流场的干扰 信号调理与信号处理在计算机上完成 原理 声学多普勒测速仪是基于多普勒效应的理论 即 当波源和观察者有相对运动时 观察者接收到的波频已发生改变 声波频率在声源移向观察者时变高 在声源远离观察者时变低 ADV的测量很重要参数是控制体距离发射探头约为5cm 是一个圆柱体 由探头发射超声波 遇到控制体后反射 并由接受探头接受反射的信号 因此 ADV测量的实际是控制体与发射探头的相对运动速度 河流或渠道中的不均匀体 当随着水体流动时 会对流速测量装置中发射到水中的超声波产生不规则的散射现象 装置的接收换能器会收到部分的散射声波 当水体流动时 相对的运动就存在于发射器 散射器和接收器之间 依据多普勒理论 即会产生多普勒频移 根据多普勒频移方程 频移的大小 1 多普勒频移发射超声波频率水中声速发射波 接收波夹角 通常情况下 由于远远小于 可忽略不计 简化 1 式为 对于式 3 装置的超声波发射频率是不变的 为定值 换能器夹角同样不变 K值为常数 由 3 式可知 水体的流动速度仅与和C相关联且与他们成正比 应用 声学多普勒测速仪测流装置 它不破坏流场 响应速度快 测量精度高 获得的信息量大 资料完整 由于其方便 快速和精确的流速测量特点 应用范围起来越广泛 如今 ADV已成为水力及海洋实验室的标准流速测量仪器 广泛应用于研究波浪轨迹 研究水体运动轨迹 桥桩周围水流扰动的研究 水沙试验测试 室内水力模型实验 野外测量 沼泽地小流速的测量 黄石国家公园热喷泉水的测量 水处理厂沉淀池中的测量 水产养殖业 水流扰动对渔业的影响 水处理厂 用ADVOcean测量水流的流量 测量沼泽地中的流速 ADV研究海浪 泥沙实验室等 多普勒测速仪可使用无线遥控方式施测 控制和纪录实测数据的技术人员可在室内完成 不必受天气等其他因素的影响 同时可以获得整个测验过程的所有数据 可按需要安装在被测河流或渠道侧面 底部或顶部 准确测量单点或多点水流流速 安装方便 各种农业灌溉渠道 不规则河道 可以长期稳定可靠运行 声速多普勒测速仪内还可内置各种传感器 准确测量流速 流向 水位和水温 满足各种测量需要 在我国已有不少成功应用实例 功果桥电站
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