[發(fā)明專利]一種倒置多普勒流速儀探頭測量水體表面流速的測量裝置及其使用方法

有效

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• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN108196086B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱偉;陳懷民;馮甘雨;王若辰;談永琴;劉毅璠;胡思遠
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號: G01P5/00
• 分類號: G01P5/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發(fā)明公開了一種倒置多普勒流速儀探頭測量水體表面流速的測量裝置，包括設(shè)置在水中底泥上方的底座，底座上連有多普勒流速儀探頭，多普勒流速儀探頭的傳感器向上設(shè)置，底座上連有若干根連接桿，底座上連有若干根支腿，水體表面上方設(shè)置有蓄電池和計算機，蓄電池通過電源線與多普勒流速儀探頭相連，計算機通過數(shù)據(jù)線與多普勒流速儀探頭連接，電源線和數(shù)據(jù)線設(shè)置在電纜中。本發(fā)明還公開了一種倒置多普勒流速儀探頭測量水體表面流速的測量方法。本發(fā)明的一種倒置多普勒流速儀探頭測量水體表面流速的測量裝置及方法，克服了常規(guī)流速測量方法不能獲取表面流速分布的缺陷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉具體涉及一種倒置多普勒流速儀探頭測量水體表面流速的測量裝置及方法，屬于水文學(xué)和環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在水力學(xué)領(lǐng)域，淺水湖泊受到風(fēng)的作用而形成風(fēng)生流，水體流場十分復(fù)雜。水體風(fēng)生流流速具有在不同水深處流速不同的現(xiàn)象。而湖泊、水庫等水體，往往會由于表層水的流動造成漂浮生物、物質(zhì)的聚集，比如藍藻水華、水葫蘆聚集甚至海洋的滸苔聚集，大都與表層水的流動有關(guān)。

目前常用的流速測定儀器大都無法在現(xiàn)場對表層10cm范圍水層的流動進行測定。常用的流速的測量儀器有粒子成像測速儀(PIV)、電波流速儀、多普勒流速儀(ADCP)等。粒子成像測速儀通過在所測的流體中放入高流動跟隨性的示蹤粒子，激光器從裝置的一側(cè)將單偏光打入，在與激光垂直的另一側(cè)利用高速攝像機(CCD)追蹤粒子的運動軌跡，拍攝到粒子在100μs運動的軌跡計算獲得水質(zhì)點的二維運動速度，并且不適合野外使用。電波流速儀利用多普勒效應(yīng)原理，通過發(fā)射和接收的電磁波頻率改變來獲得流速，雖然適合野外使用，但是同樣難以獲取三維流速分布。多普勒流速儀探頭與其他儀器相比可以獲取三維、更詳細的數(shù)據(jù)，并且適合野外試驗，它是通過向水中發(fā)射固定頻率的聲波短脈沖，脈沖碰到水中的散射體發(fā)生被散射，然后接受回波信號并通過整合船速得出流速分布。但是，由于使用多普勒流速儀探頭測量流速的傳統(tǒng)方法是將流速儀探頭安置在采樣船上測量流速，多普勒流速儀探頭傳感器沒入水中7cm左右，且多普勒流速儀探頭傳感器無法獲取自探頭開始以下20cm左右之間的水層的流速分布，因此，會造成表層27cm左右的盲區(qū)無法監(jiān)測到流速。因此如何克服這種缺陷使得多普勒流速儀探頭可以測量水體表面流速是值得研究的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提出一種適用于測定水體表面流速且能獲取三維流速分布的倒置多普勒流速儀探頭測量水體表面流速的測量裝置及方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種倒置多普勒流速儀探頭測量水體表面流速的測量裝置，其特征在于：包括設(shè)置在水中底泥上方的底座，所述底座上連有多普勒流速儀探頭，所述多普勒流速儀探頭的傳感器向上設(shè)置，所述底座上連有若干根連接桿，所述底座上連有若干根支腿，水體表面上方設(shè)置有蓄電池和計算機，所述蓄電池通過電源線與多普勒流速儀探頭相連，所述計算機通過數(shù)據(jù)線與所述多普勒流速儀探頭連接，所述電源線和數(shù)據(jù)線設(shè)置在電纜中。

所述底座為三角底座。

所述連接桿的個數(shù)為3個，所述連接桿通過螺紋可拆卸連接在所述底座上。

所述支腿的個數(shù)為3個，所述支腿與所述底座可拆卸連接。

所述連接桿表面沿垂向標(biāo)有刻度。

所述連接桿由多根連接桿單體首尾相接而成。

所述支腿上綁有安全繩。

一種倒置多普勒流速儀探頭測量水體表面流速的測量方法，包括以下步驟：

S01，將支腿固定在底座上，將多普勒流速儀探頭安裝在底座上，將連接桿旋緊在底座上，多普勒流速儀探頭與蓄電池用傳輸電纜連接，多普勒流速儀探頭與計算機用傳輸電纜連接，安全繩一端拴在支腿上，一端拴在水面上；