1、聲學多普勒流速儀聲學多普勒流速儀ADV應用原理結構簡介目錄第1頁/共11頁簡介SonTek公司為美國陸軍工程兵團水道實驗室設計制造的。該流速儀運用多普勒原理，采用遙距測量的方式，對距離探頭一定距離的采樣點進行測量。第2頁/共11頁結構聲學多普勒測速儀主要由三部分組成：量測探頭、信號調理、信號處理。量測探頭由三個10MHz的接收探頭和一個發射探頭組成，三個接收探頭分布在發射探頭軸線的周圍，它們之間的夾角為120，接收探頭與采樣體的連線與發射探頭軸線之間的夾角為30，采樣體位于探頭下方5cm或10cm，這樣可以基本上消除探頭對流場的干擾。 信號調理與信號處理在計算機上完成。第3頁/共11頁原理聲學

2、多普勒測速儀是基于多普勒效應的理論。即：當波源和觀察者有相對運動時，觀察者接收到的波頻已發生改變，聲波頻率在聲源移向觀察者時變高，在聲源遠離觀察者時變低。 ADV的測量很重要參數是控制體距離發射探頭約為5cm，是一個圓柱體，由探頭發射超聲波，遇到控制體后反射，并由接受探頭接受反射的信號，因此，ADV測量的實際是控制體與發射探頭的相對運動速度。第4頁/共11頁河流或渠道中的不均勻體，當隨著水體流動時，會對流速測量裝置中發射到水中的超聲波產生不規則的散射現象，裝置的接收換能器會收到部分的散射聲波，當水體流動時，相對的運動就存在于發射器、散射器和接收器之間，依據多普勒理論，即會產生多普勒頻移。根據多

3、普勒頻移方程，頻移的大小： （1） 多普勒頻移 發射超聲波頻率 水中聲速 發射波、接收波夾角 coscos20VCVFFddF0FC第5頁/共11頁通常情況下，由于 遠遠小于 ，可忽略不計，簡化（1）式為 對于式（3），裝置的超聲波發射頻率是不變的，為定值，換能器夾角同樣不變，K值為常數，由（3）式可知，水體的流動速度僅與 和C相關聯且與他們成正比。 cosVCCVFFdcos20dFCFcos21V0即cos21K0F令dFCKV則）（3dF第6頁/共11頁應用聲學多普勒測速儀測流裝置,它不破壞流場、響應速度快、測量精度高，獲得的信息量大、資料完整,由于其方便、快速和精確的流速測量特點,應用

4、范圍起來越廣泛。如今，ADV已成為水力及海洋實驗室的標準流速測量儀器。廣泛應用于研究波浪軌跡、研究水體運動軌跡、橋樁周圍水流擾動的研究、水沙試驗測試、室內水力模型實驗、野外測量（ 沼澤地小流速的測量、黃石國家公園熱噴泉水的測量、水處理廠沉淀池中的測量）、水產養殖業（水流擾動對漁業的影響）、水處理廠（用ADVOcean 測量水流的流量）、測量沼澤地中的流速、ADV研究海浪、泥沙實驗室等。第7頁/共11頁多普勒測速儀可使用無線遙控方式施測，控制和紀錄實測數據的技術人員可在室內完成，不必受天氣等其他因素的影響，同時可以獲得整個測驗過程的所有數據。可按需要安裝在被測河流或渠道側面、底部或頂部，準確測量單點或多點水流流速，安裝方便，各種農業灌溉渠道，不規則河道，可以長期穩定可靠運行，聲速多普勒測速儀內還可內置各種傳感器，準確測量流速、流向、水位和水溫，滿