扫描式雷达测速系统
• 将雷达扫描技术用于电波流速仪测速，就构 成了扫描式雷达测速系统。此系统可以固定 安装在岸上，扫描测量一片河面、海面上的 流速分布。还可装在直升飞机上在空中测量 难以到达地区的水面流速。 • 特点：能测得大量流速信息。 能测得较准确的流量。 用于河流的产品还在试用中。
“流速仪流量计”
流速面积法测量流量
按测量流速的方法和仪器的不同， 可以分为： 1。测量点流速的流速面积法。 使用各种点流速仪 2。测量剖面流速的流速面积法。 使用剖面流速仪，主要是声学流速仪。 3。测量表面流速的流速面积法。 使用电波流速仪、浮标。
测量点流速的流速仪
• 转子式流速仪——应用最普遍，也是最准确的流速 仪。仪器使用旋桨、旋杯式转子感应流速，测量转 子的转速，计算水流速度。 • 声学点流速仪——应用声学多普勒原理测量仪器所 在点的水流速度。 • 电磁点流速仪——应用电磁测速原理测量点流速 • 电波流速仪——应用电磁波的多普勒测速原理测量 水面点流速 • 光学流速仪——由望远镜和旋转镜头为主要组成的 测量水面高流速的一种频闪装置。 • 激光流速仪——应用光学多普勒原理测量点流速
电磁式点流速仪
利用电磁原理测量点流速。这类仪器在水中产 生一个人工磁场，水流流过此磁场，相当于电导 体切割磁力线，将在水流两侧产生感应电动势。 测量此电动势后可以计算出水流的平均流速。 特点： ——磁场只产生在仪器附近，测得的流速被 认为是 仪器所在处的点流速。 ——仪器没有可动部件，不受水中杂质影响。 ——水的电导会影响测速准确性。
时差法流速流量计基本性能介绍
• • • • • • • • • 一种国外产品的技术性能 一种国产产品的基本性 • A．频率：28~200KHZ； 能： • B．水中声道长度：1~1000m ⑵ 工 作 频 率 ： 50KH（或更长）； 100KH； • C．测速范围：±10m/s； ⑶声道长度： 0.5-400m ；• D ．测速准确度：±2% （在 ⑷ 测 速 范 围 ： -4m/s声道上）；±5%（交叉声道 +4m/s； 工作方式） ⑸测速置信度：≥ 98% ；• E ． 测 速 时 间 间 隔 ： 2 、 5~60min（5min间隔）； ⑺信号输出：RS232； • F．输出：RS232和BCD码，0 ⑻功耗：5-40W； 或4~20mA，0~5或10V，数字 ⑼电源：24VDC、或 显示； 220VAC。 • G．电源：220VAC，工作功 耗35VA，值守功耗5VA。
水位~流量关系法测量流量
• 利用河渠中的闸门、涵洞等水工建筑物，或专门构 建堰槽等量水建筑，找出这些量水建筑的上（下） 游水位和流量的关系，通过测量水位就可以得到流 量。一些河流、管道本身就具有稳定的水位流量关 系，可以通过测量水位（或比降）得到流量。 • 特点：只需测量水位，方法简单。 流量测量较准确，且能自动测量。 需要构建量水建筑，有一定工作量。 需要一定的水位落差，很多地方不能应用。 很多堰槽易淤积，影响使用。
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时差法流量计的测速性能优于 HADCP
• 测速准确性好——时差法测速时直接接收另一换能器 发射的声波，信号强，接收判别处理正确。直接测量 声脉冲传输时间，容易准确测量。多普勒法接收的是 水中气泡、颗粒漂浮物的杂乱回波，信号很弱，不利 于正确测量。 同时假定两对称点和断面上相应点的 流速是一致的，不易准确测量。 • 流速代表性好 —— 时差法的声道 横过了整个断面。 HADCP往往只能测量岸边一部分断面的水层流速 。 • 应用范围大——时差法可以测得较低流速，并能在很 浅的水中工作 ，测速水层可宽达千米以上。而HADCP 对断面的宽深比有明确要求。常常只能测得数十米内 的流速。 • HADCP能测得流速的剖面分布信息，而时差法只能测 得整个声层上的平均流速。
电磁法测量流量
应用电磁流量计要在所测断面上布设一个能在整个 断面上产生磁场的大线圈，整个水流切割磁力线后 产生感应电动势，测量此电动势后得到水流速度， 再由断面面积计算流量。这种仪器国内应用极少。 特点： 能测量整个断面的平均流速。 自动化程度高。 测流系统复杂，布设线圈很困难。 只能用于渠道和少量小河。
声学多普勒流速流量计
这类仪器也应用多普勒原理测量流速，和座底式 ADCP类似。将声学传感器安装在测流断面底部，向上 方发射声波，测量断面上的流速分布，同时测得水位。 但它们能测量多于一条垂线的流速数据，用于渠 道、管道和小河时能直接得到流量。 特点：能直接测量流量。 适用于渠道、小河、非满管流的管道。 仪器类型：能测量两条垂线流速的ADFM。 能测量小型断面平均流速的多普勒流 速流量计。
最小剖面深（米）
最大剖面深（米） 流速量程（米/秒）
0.3
4.0 ±1.0
0.7
8.0 ±1.0
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声学时差法流量计适用范围
• 流速——－10米/秒~ +10米/秒,能自动判定流 向。 • 测速断面——宽度可达1000米，深宽比不小 于1/50。 • 流速测量的不确定度——1～3％。 • 影响测流的主要因素——声波频率、含沙量 （水草气泡）、测速层的相对水深、传感器 安装角度及距离的准确性等。
• 这种方法也属于流速面积法测量流量。使用此方 法时，在渠道上人工建设一量水涵洞，变明渠水流 为涵洞管流，该涵洞过水断面面积是恒定的。在渠 道输水量变化范围内，涵洞始终是满管出流。这样， 只要测得涵洞内的平均流速就可测算流量。而涵洞 平均流速可以由涵洞相应位置的某点流速来推算。 因此，在量水涵洞内安装一台能长期工作且能自动 记录的流速仪，就构成了一台自记流量计。 • 特点：——简单实用，准确性好。 ——可用于平原渠道，应用范围广。 ——自动测记水量的方法简单可靠。
国外典型产品技术性能： A．测速范围：±0.3、±1、±3、 ±7m/s。 B ． 测 速 准 确 度 ： ±0.05%±0.1cm/s。 C．测量点与发射换能器距离：5、 10、15cm。 D．使用最小水深：2cm（用于只 测单向流速）、6cm和12cm E．声波频率：>5MHZ。 F．工作环境：-5~45℃，水下为 0~40℃。 G ．数据贮存：固态存贮六个月 以上（10分钟一次）。 H．数据通信：RS232、RS422。 I．电源：8~18VDC，220VAC。
声学时差法流量计的特性
• 可以用于各种大中小河流，能较准确地自动测量流 量 。流态紊乱，有正逆流的感潮河段也可以应用。 • 测量原理合理，能测得全断面一个或几个水层的平均 流速，测速准确度高。在国外，时差法流量计很早就 被较广泛地采用。 HADCP 是二十世纪末出现的、用于 中小河流的声学流量计。 • 使用时差法流量计要在河的两岸安装声学换能器，要 铺设很长的电缆，可能包括垮河电缆，并要有防雷保 护，可能有很多困难。 • 不要在水草较多的河道安装时差法流量计，声程上的 水草会阻挡声束传播，因光合作用水草冒出的气泡也 会阻挡声束传播。其它的水中声学仪器也会受此影响。
转子式流速仪等水下水文仪器 的信号传输方式
• 有线传输 • “无线”传输 • 无线电波传输
水深测量仪器设备
• 测深测具－测深杆和测深锤（测绳） • 测深铅鱼－ • 回声测深仪－手持式超声波超深仪 船用超声波测深仪 缆道超声波测深仪 多波束超声测深系统
ADCP主要技术指标
1200 kHz 标准 盲区 （米） 工作 最小单元长（米） 模式 (Mode 1) 最小剖面深（米） 最大剖面深（米） 流速量程（米/秒） 浅水 工作 模式 (Mode 11) 盲区 （米） 最小单元长（米） 0 0.25 0.8 20 ±3.0~±20.0 0 0.01 600 kHz 0.25 0.5 1.8 75 ±3.0~±20.0 0.25 0.1 300 kHz 1.0 1.0 3.5 180 ±5.0~±20.0 ---
电波流速仪简介
电波流速仪架在桥上或岸上，向水面发射微 波。利用水面反射微波的多普勒频移测量水面流 速，可以称为微波多普勒测速仪。超声波在空气 中传播时衰减很快，只能在水中测量。而微波在 空气中传播时衰减很小，因此电波流速仪可以在 陆上通过微波在空气中的传输测得水面流速，属 非接触式测量。 电波流速仪测得的是其发射接收天线对准水 面处的水面流速，也被认为是一个‘点流速’。 适用于较大流速。水面太平滑时，反射信号太 弱，也会影响测速。
流速流量测量设备
• • • • • 水文测船 水文缆道 水文巡测车 水文测桥 涉水测流
缆道测流系统 • 主要技术指标 1 绞车控制： 性能 • 1）驱动电机：三相交流电机
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．系统的主要功能： • 2）行车速度：0～2m/s (1) 自动半自动测流； • 3 ） 限位控制：河底信号停车控 制， 测点定位自动停车控制。 (2) 手动测流功能； 2 缆道测距 光电增量编码传感器 (3) 人工录入数据功能； • 1） 起点距测验（带缆道弧度修正） (4) 测次流量报表计算功能； • 计数显示、分辨力：0.1m (5)断面流速分布图生成 • 2） 缆道测深（入水深） (6) 断面测量动态跟踪示图 • 计数显示、分辨力：0.01m 功能； • 3。 水文流速测算 • (7) 缆道泥沙采样器控制信 • 适应范围：各种转子式流速仪 ； 号发生功能； • 适应信号：交流音频信号或直流 • (8) 流量报表 Email 传输功 信号； 能； • 显示参数：当前流速仪K值、历时 T、信号数N、流速V；
测量水面流速的流速仪和流量 测量
• 只测量水面流速，再从表面流速推求垂线或断面平均 流速。然后，根据浮标法测流规定，由过水断面面积计 算流量。 特点：——测速时，仪器和人都不接触水流。适 用于巡 测、桥测、洪水、枯季河道流量测量。 ——除浮标法外，能用于自动测量。 —— 流量测量的准确性不高。 测量水面流速的方法：浮标法 电波流速仪 扫描式雷达测速系统
某国外电磁流速仪技术指标
• • • • • 流速范围： 0.000～2.5m/s • 测流历时： 2,5,10,15,20,30,40,60s • 精 度： 1% • 零 飘：± 2.0mm/s • 输 出： RS 232 C