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水质监测系统集成

H-ADCP固定式声学多普勒流量计

1、   测流原理及方法
        ChannelMaster型H-ADCP是美国Teledyne RD Instruments公司生产的用于河流和明渠流速、流量实时监测的固定式声学多普勒流量自动测定仪。H-ADCP通过电缆与电脑连接即可以作为一个独立的流速、流量实时监测系统。H-ADCP也可以与其它仪器和设备集成为水质水量遥测站。ChannelMaster型H-ADCP目前有三种频率:1200 kHz, 600 kHz 和300 kHz,适用于不同宽度的断面。
        ChannelMaster型H-ADCP是通过两个水平超声波探头测量流速,通过超声波水位计测量水位,从而完成流量的测量、计算。

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        H-ADCP可以采用指标流速法进行流量测量。指标流速法就是通过建立H-ADCP实测流速(指标流速)与河流或明渠断面平均流速之间的相关关系,即用实测资料对系统进行率定来测量流量的。具体的比测标定方法是,利用H-ADCP测量流速(指标流速)的同时,用其它方法算出河流的真实流量,根据水位和预先知道的大断面计算出断面的过水面积,流量除以断面过水面积就得出此时的断面平均流速;此时H-ADCP测量的流速(指标流速)与断面平均流速相对应。在不同的流量及水深情况下得出多组指标流速和断面平均流速,通过回归分析(采用最小二乘法),即可建立起断面平均流速与H-ADCP实测流速(指标流速)之间的相关关系(回归方程)。

ChannelMaster型H-ADCP 主要优点如下:
- 采用TRDI公司宽带专利技术。
-   高精度、高空间和时间分辨率。可以使用较小的单元、在较短的采样时间步长内获得精确的流速数据。
-   对于很难测验的低流速和非恒定流也能获得高质量测验数据。
-  标准配置1-128个可选单元、0.2-10m 可选单元长度、1-300m 剖面范围(取决于系统频率)。可以得到更多的流速数据,从而可以测出水流在水平方向的分布,具有很大的灵活性。
-   标准配置超声波水位计和压力式水位计,使得水位测量更加准确、可靠。
-   标准配置倾斜计。倾斜计对于调整H-ADCP 安装支架和监测安装支架的倾斜变化从而保证测验数据质量具有重要的作用。
-   标准配置不锈钢安装底座,使H-ADCP 安装十分方便。
-   采用最新的声学多普勒技术。它具有安装容易、操作简便、不易受生物附着影响、价格适中、维护方便等优点。
-  数据通讯有多种接口可供选择,便于系统集成。

2、   技术指标
ChannelMaster型H-ADCP的流速剖面测量(宽带专利技术)的技术指标为:

系 统 频 率 300kHz 600kHz 1200kHz
单 元 数 1~128 1~128 1~128
盲 区(米) 1.0 0.5 0
最小单元长度(米) 1.0 0.5 0.25
最大单元长度(米) 8 4 4
最大剖面范围(米) 300 90 20
流速量程(米/秒) ±20.0 ±20.0 ±20.0
流速测量精度 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
水位测量(米) 19 19 19
水位测量误差 0.5%±0.5cm 0.5%±0.5cm 0.5%±0.5cm
流量测量误差 <5% <5% <5%
通讯协议 MODBUS或MODBUS/TCP MODBUS或MODBUS/TCP MODBUS或MODBUS/TCP
 
 
ChannelMaster型H-ADCP的标准配置传感器的技术指标为:
序 号 标准配置传感器 技   术   指   标
1 流速测量换能器 配置:双声束、±20°声束角;声束宽度:1200kHz/600kHz :1.5°,300kHz: 2.2°。
2 超声波水位计 量程:0.1—19m;精度:±0.25%;分辨率:0.1mm。
3 压力式水位计 量程:0.1—10m;精度:±0.5%;分辨率:1.0mm。
4 温 度 探 头 量程:-4—40℃;精度:±0.2℃;分辨率:0.01℃。
5 倾  斜  计 量程:±15°;精度:±0.5°;分辨率:0.01°。
 
 
其它指标:
-   通讯:RS-232、RS-422、RS-485、SDI-12
-    内存:4M
-    抗振动:满足IEC 721-3-2标准
-    外壳:聚亚胺酯浇铸壳体、钛合金衔接件
-    底座:不锈钢安装底座
-    电源:电压:10—18VDC,最大电流:1.5A,
-     功耗取决于流速测量参数测定
-     维护专用工具:满足日常维护所需的各种专用工具。
-     具有时间设置功能,可根据需要设定监测频次
-     具有仪器基本参数贮存、断电保护与自动恢复功能
-     具有双向数据及信号传输功能

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