走航式聲學多普勒流速儀檢查方法探究

【摘要】目前我國許多的流速儀的設計與應用環境和國內內陸的河流情況不能夠相互適應，這就在一定程度上影響了對河流的測量精度，從而影響對河流的研究和分析。走航式聲學多普勒流速儀能夠有效地提高河流流量的測量精度，減少測量誤差，這就給我們的研究帶來了極大的方便，本文主要對走航式聲學多普勒流速儀進行相應的研究和分析，努力解決出現的問題，減小設備的測驗誤差，提高流速儀的工作效率。

【關鍵詞】聲學；多普勒流速儀；檢查

引言

眾所周知現在的水文測驗最主要的項目就是河流的流量測驗，準確無誤的水溫測驗對防汛抗旱和水資源管理等都有著非常重要的作用，由于各河流的匯流情況不同，加上各地區的氣象情況多變等多種不確定因素，使得在流速的測驗過程中有很多的問題難以解決。走航式聲學多普勒流速儀由于有著較高的測量精度，因此在我國內陸的河流測驗中有著非常廣泛的運用，但是聲學多普勒流速儀在測驗的過程中容易受到斷面水流的沖擊和水流環境、河底泥沙的影響，從而使得測量結果出現較大的偏差，這就會降低流速儀的測量精度。

1、走航式聲學多普勒流速儀的過程控制

1.1 流速儀的設備安裝

走航式聲學多普勒流速儀的安裝有著明確的要求規范，在多年的比測分析中發現，能否正確的安裝流速儀對于流速儀的測量使用有著直接的影響關系。安裝時應盡量使外接設備與測船一體，不能有松動或不牢固的連接；因為肉眼不能直接對外部羅經的安裝進行準確的估測，所以可以通過在斷面上施測一個來回來確定外部羅經的以及聲學多普勒流速儀探頭方向的偏差和磁偏差，并檢查聲學多普勒流速儀的底跟蹤是否滿足要求。GPS天線應安裝在聲學多普勒流速儀的正上方，若其安裝的位置不當，就會使得測量的速度與實際速度有偏差，在轉彎處偏差較大時，會使得船速的測量受到影響，導致整體的測量不夠準確。

1.2 斷面的測量

斷面的測驗主要是斷面半測回，即在起點位置調整好航向，在起點和終點的位置停留盡量超過五組脈沖信號，水深時應盡量靠近岸邊。在橫渡施測時應盡量保持勻速，若還需要測量垂線流速流向則還要在一定的半徑內采集有效數據至少四組。流量的測驗一般要進行兩個測回，若底跟蹤和GPS模式下流量和平均值的誤差小于等于5%，則測驗數據有效，否則進行補測同向的一個半測回。當斷面流量變化較大時可以不考慮單次流量的誤差，以兩個測回的平均值為準。

1.3 命令參數的設置

命令參數主要是根據聲學多普勒流速儀的特性和斷面的一些特性設置的，除此之外還要注意測量的模式，考慮河流的實際流速和相對誤差，避免出現參數設置的過大而導致的流量測量的準確度降低的現象。

2、走航式聲學多普勒流速儀的各項檢查

2.1 檢查儀器安裝設置情況

聲學多普勒流速儀的儀器設備的正確安裝是其能夠準確測驗的重要保障，因此要著重檢查儀器的安裝設置情況，主要檢查的是各傳感器的安裝位置及其校正的數據，在此我們主要介紹羅經，測深儀和GPS。內部羅經只需要設置磁偏差，而外部羅經還要設置安裝偏差校正值，以此來提高流向測量的精度。測深儀主要根據探頭的入水深度來判斷水深，除此之外還要檢查水深的校正比例因子來確定水深。GPS的天線安裝位置是聲學多普勒流速儀的正上方平面位置一米以內，檢查使用時要設置的延長時間，分塊施測流量船速，當出現不一致時要檢查轉彎時的流速變化是否合理。

2.2 檢查河流環境及命令參數

在進行測驗時，要對河流的環境進行相應的檢查和分析，對上下游的流速，河底的泥沙影響，斷面流速等進行相應的研究。對于命令參數的檢查主要是針對聲速和含鹽度，GPS和底跟蹤模式，以及水流的大小，儀器設置的盲區和水的脈沖采集數據，誤差閾值和兩邊界的流量也都是檢查的范圍之內。在測驗的過程中，要認真仔細的進行各參數的檢查，因為這些參數都可能直接影響測驗結果的精確度，并且很多的參數都是不可以進行更改和替換的，若中間有環節發生測量的錯誤，如水深測量錯誤，底跟蹤判斷錯誤等等，這些都會給施測帶來影響，進而使得測量的結果不準確。

2.3 檢查水文特征

在平時的測量過程中，水文特性一般可以通過河流的流速流向以及流場的拓展圖進行相應的檢查，由于走航式聲學多普勒流速儀是一種多傳感器的測流系統，各環節之間相互關聯，因此可以通過多個方面對測驗資料進行檢查。通過檢查河流的斷面流速，水面的寬度特征和羅經的變化等等，以及通過對底跟蹤和GPS軌跡的判斷等，可以推斷出大致的水文特性情況，以此來判斷走航式聲學多普勒流速儀的運行是否正常。

2.4 檢查對斷面流速和矢量線

在走航式聲學多普勒流速儀的使用過程中，對于斷面的流速和矢量線也要進行相應的檢查和測量。斷面流速分布圖可以直觀地看到斷面流速的分布情況，若流速變化合理則正常，若相鄰流速出現較大的波動，則會影響測量的精度。

3、結語

由于走航式聲學多普勒流速儀在測驗中精確度較高，因此被廣泛的應用在河流的流速測量過程中。在整體的施測過程里，各項系統是否安裝合理，檢測過程是否正確，數據記錄是否完備這些都將會影響測量結果的準確性，加強各方面的合理監控，對整體進行綜合控制，可以有效的提高走航式聲學多普勒流速儀的測量精度。由于該儀器容易在測量工程中受到磁場、底部泥沙運動河水流環境的影響，因此在測量的環節中要注意流量測驗的順利和對精度的控制，避免因為復雜的外界環境而造成較大的偏差從而影響整體的測量精度，并且要注意結合水文特性，規范設備的安裝和使用，這樣才能進行提高測量的精度。

參考文獻：

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