声学多普勒流速仪几何形状

MicroADV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。

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。

MicroADV超声测速仪基于多普勒效应(Doppler effect)的理论。所谓多普勒效应是为纪念奥地利物理学家多普勒而命名的，他于1842年首先提出了这一理论，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(体积为0.08cm3)，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，MicroADV测量的实际是控制体与发射探头的相对运动速度。

信号调整器由检测微弱反射信号的模拟电路组成;数字信号处理由一个单独的电路板完成，主要针对输出频率为25Hz的实时三维流速测量值的计算。ADV的数据采集软件用自带的ADF2.6，信号和各种流动参数处理由WINADV完成，它提供的数据文件为文本文件，可以方便地由Excel、Matlab、Grapher等许多软件处理。此外，ADV测量采用与厂家一致地坐标系统和记法，即Vx、Vy和Vz分别代表纵向、横向和垂向流速。

ADV采样体的尺寸取决于四个因素:发射声束、接收声束、脉冲长度、接受窗(返回信号的时间跨越周期)。右图表示每一个因素对采样体尺寸的影响。采样体的水平边界由发射声束和接收声束的相交部分确定，但声束相交部分的范围不易确定，因此把发射声束和接收声束近似假定为圆柱体(对于10MHz ADV，其直径为6mm)。采样体的垂直边界由接收窗和脉冲长度的卷积确定。对于10MHz ADV采样体的总高度为9mm，且采样体的高度可随ADV数据采集软件中的设置改变而变化，最小高度可达1.2mm，但这样设置会影响测量精度。另外，ADV测速点位置在采样体的垂直中心上。

为保护仪器及测量精度，在一般情况下，用户设定的速度范围应大于试验中出现的与流动方向有关的最大流速。

信号强度是测量接受探头接受超声波信号强度的尺度，在ADV中信号强度是用信号和噪音的比值，即信噪比SNR来衡量的。信噪比主要可以检验水中是否存在足够的介质，如泥沙、微粒等，来反射声波信号。如果水中粒子过少，返回的信号就会比周围的噪音还要小，要是没有足够大的信号强度，ADV是不可能进行精确测量的，所得的数据肯定和实际差别很大。如果SNR降低，表明ADV测量中噪音很大，就会影响测量数据的精确性。对于瞬时流速测量(以25Hz采样)，信噪比一般要求大于15分贝;对于平均流速测量(以0.5Hz采样)，ADV可以在信噪比为5分贝时正常工作。

由ADV测速理可知，不同的声速会对多普勒频移产生影响。在水中，声速主要是温度和水的含盐度的函数，它们的变化将引起声速的变化，如改变5℃的温度，声速将改变1%;改变1.2%的含盐度，声速将改变1%;如果ADV使用的声速误差为1%，速度测量结果的误差将会达2%。对于由声速变化而引起的速度测量误差可以在后处理中修正。

另外，不同的采样频率和采样体高度对ADV测速也有影响，前者对平均流速的测量影响较小，而后者的不同所得的结果波动较大，为保证精度，一般ADV采样体高度采用9mm，采样频率采用25Hz。

ADV操作不当和信噪比太低都会降低ADV测试精度。

1、小河流流量测验

2、明渠流量测验

3、冰期垂线法流量测验

1、采用TRDI公司宽带专利技术。

2、标准配置1-20 个可选单元、1-10cm 可选单元长度、0.1-2m剖面范围(可升级至4m)。

3、'蓝牙'(BlueTooth)无线通讯。

1、微型换能器:直径3.5cm，长12cm

2、电子单元:长20cm、宽10cm、厚15cm

3、小型浮体:长71cm、宽43cm、厚10cm

4、HP iPAQ掌上电脑

5、'蓝牙'(BlueTooth)无线通讯

6、StreamPro操作软件

7、WinRiver软件