關(guān)于多普勒流速剖面儀（ADCP）幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的說明
發(fā)布時間：2014.02.20 新聞來源：超聲波流量計(jì)_超聲波明渠流量計(jì)_多普勒流速儀-南京卓瑪機(jī)電有限公司
一、 關(guān)于四波束和三波束的比較
美國TRDI公司生產(chǎn)的多普勒流速剖面儀(ADCP)采用四波束換能器，而有的廠家的多普勒流速剖面儀采用三波束換能器。那末是四波束好還是三波束好？
應(yīng)該說，從原理上說，多普勒流速剖面儀只要有三個波束就可以測量三維流速，但是采用四個波束的的性能大大優(yōu)于于三波束。以下是四波束ADCP的主要優(yōu)點(diǎn)：
1. 即使因?yàn)槟撤N原因（例如：水中雜物，游魚，水下結(jié)構(gòu)物等），四個波束中某一波束或者某一波束的某一單元失去信號或者信號不好，其它三個波束仍然能夠提供有效數(shù)據(jù)。因而流速測量的可靠性和靈活性大為提高。
2. 采用四個波束測量，增加了測量信息量，使流速測量的短期精度比采用三波束提高約25%。
3. 由于四波束的對稱性，能夠有效地消除船只搖擺引起的流速測量誤差。
當(dāng)然，四波束ADCP的造價要比三波束高。這也是TRDI公司的ADCP比其它廠家的價格略高的原因之一。
總之，四波束ADCP的可靠性和工作性能都比三波束要好。
二、 寬帶ADCP與窄帶儀器的比較
目前在海洋和河流流速、流量測量中采用的ADCP主要有兩種：寬帶ADCP和窄帶儀器。
寬帶ADCP與窄帶的區(qū)別在于它們采用不同的聲信號發(fā)射、接收和處理方法。窄帶的聲信號發(fā)射、接收和處理方法是：對于每一個流速測量，儀器發(fā)射一個單獨(dú)的,相對講較長的脈沖聲波，然后接收水體中懸浮物對這個脈沖的回波信號，并記錄發(fā)射波與回波之間的頻率改變。這個頻率改變即為多普勒頻移，用來計(jì)算水體的速度。寬帶ADCP的聲信號發(fā)射、接收和處理方法是：對于每一個流速測量，ADCP發(fā)射兩組或更多組編碼脈沖波，利用ADCP測量脈沖波組之間的相關(guān)系數(shù)及相位差來計(jì)算多普勒頻移。
TRDI公司第一代ADCP（1981年至1990年）采用的是窄帶數(shù)字信號處理技術(shù)。雖然窄帶處理技術(shù)在當(dāng)時是測流領(lǐng)域的一大革新，但由于窄帶ADCP流速測量短期誤差較大，流速測量在垂向和水平方向的分辨率較低，不能滿足用戶的需要，因此1991年，TRDI公司又開發(fā)出它的第二代產(chǎn)品：即寬帶ADCP。寬帶ADCP短期誤差小,其空間和時間分辨率較高。寬帶ADCP的誕生是ADCP技術(shù)發(fā)展的重要里程。
美國TRDI公司生產(chǎn)的多普勒流速剖面儀(ADCP)采用四波束換能器，而有的廠家的多普勒流速剖面儀采用三波束換能器。那末是四波束好還是三波束好？
應(yīng)該說，從原理上說，多普勒流速剖面儀只要有三個波束就可以測量三維流速，但是采用四個波束的的性能大大優(yōu)于于三波束。以下是四波束ADCP的主要優(yōu)點(diǎn)：
1. 即使因?yàn)槟撤N原因（例如：水中雜物，游魚，水下結(jié)構(gòu)物等），四個波束中某一波束或者某一波束的某一單元失去信號或者信號不好，其它三個波束仍然能夠提供有效數(shù)據(jù)。因而流速測量的可靠性和靈活性大為提高。
2. 采用四個波束測量，增加了測量信息量，使流速測量的短期精度比采用三波束提高約25%。
3. 由于四波束的對稱性，能夠有效地消除船只搖擺引起的流速測量誤差。
當(dāng)然，四波束ADCP的造價要比三波束高。這也是TRDI公司的ADCP比其它廠家的價格略高的原因之一。
總之，四波束ADCP的可靠性和工作性能都比三波束要好。
二、 寬帶ADCP與窄帶儀器的比較
目前在海洋和河流流速、流量測量中采用的ADCP主要有兩種：寬帶ADCP和窄帶儀器。
寬帶ADCP與窄帶的區(qū)別在于它們采用不同的聲信號發(fā)射、接收和處理方法。窄帶的聲信號發(fā)射、接收和處理方法是：對于每一個流速測量，儀器發(fā)射一個單獨(dú)的,相對講較長的脈沖聲波，然后接收水體中懸浮物對這個脈沖的回波信號，并記錄發(fā)射波與回波之間的頻率改變。這個頻率改變即為多普勒頻移，用來計(jì)算水體的速度。寬帶ADCP的聲信號發(fā)射、接收和處理方法是：對于每一個流速測量，ADCP發(fā)射兩組或更多組編碼脈沖波，利用ADCP測量脈沖波組之間的相關(guān)系數(shù)及相位差來計(jì)算多普勒頻移。
TRDI公司第一代ADCP（1981年至1990年）采用的是窄帶數(shù)字信號處理技術(shù)。雖然窄帶處理技術(shù)在當(dāng)時是測流領(lǐng)域的一大革新，但由于窄帶ADCP流速測量短期誤差較大，流速測量在垂向和水平方向的分辨率較低，不能滿足用戶的需要，因此1991年，TRDI公司又開發(fā)出它的第二代產(chǎn)品：即寬帶ADCP。寬帶ADCP短期誤差小,其空間和時間分辨率較高。寬帶ADCP的誕生是ADCP技術(shù)發(fā)展的重要里程。
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