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中国水文信息网:国产声学多普勒流速剖面仪研发取得重要进展
2015/06/26 | 作者:中国水文信息网 | 【 【打印】【关闭】

  本站讯 为加快全国水文监测现代化进程,充分发挥国内科研力量在水声仪器研发和水文监测仪器应用领域的优势,加快我国水文监测声学仪器的国产化进程,20147月水利部水文局与中科院声学所签订战略合作协议。20154月至6月,在前期黄河小浪底等断面试验的基础上,由水利部水文局主持完成了中科院声学所研发的国产声学多普勒流速剖面仪在各种条件下的流量测验性能验证试验,实验内容包括:国产设备与同类型仪器设备的同步比测实验,与传统缆道测流比测实验,测流垂线上各测点同步长历时比测实验,外接GPS和罗盘与非外接状态下的流量测验性能对比实验,以及测量数据无线传输实验等。测验断面包括大江大河河段、通航繁忙河段、中小河流河段等多种典型测流断面。比测数据结果均能满足声学多普勒测流规范对流量测验精度的要求。

  2015613日,水利部水文局会同中科院声学所、长江委水文局、黄委水文局、上海水文总站、江西省水文局、广东省水文局等主要参加比测的单位,在广东佛山对国产声学多普勒流速剖面仪动船法流量测验的比测工作进行了总结。对近年来的比测实验数据进行了整理和分析,对国产声学多普勒测流仪器的开发研制和性能完善提出了指导意见。比测活动中,得到了各水文单位的大力支持,分阶段的比测活动主要在以下测站展开:

  2012916日至920日,在黄河小浪底水库站完成国产600kHz声学多普勒流速剖面仪底跟踪测速精度检测和与RDI公司的瑞江600kHzADCP流速比测实验,得到底跟踪测速精度优于0.5%,流速测量差异在1.7%以内。

  2012128日至13日,在黄河小浪底水文站完成了国产600kHz声学多普勒流速剖面仪与瑞江600kHzADCP1200kHzADCP的流量测验比测。共计取得了62个测次的比测资料,流量测验差异在5%范围内的测次占总测次的94%,此外,还记录了利用测站超声水位计测得水位数据估计的流量,两者的流量变化趋势一致。

国产600kHz声学多普勒流速剖面仪与瑞江600kHzADCP同步比测试验

  2013917日至26日,在黄河小浪底水文站进行了2套国产600kHz声学多普勒流速剖面仪与RDI公司的瑞江600kHzADCP的流量测验比测,以及国产1200kHz声学多普勒流速剖面仪与RDI公司的瑞江1200kHzADCP的流量测验比测,其中与瑞江600kHzADCP分别完成4743个有效比测测次,流量测验差异在5%范围内的测次占总测次的96%,与瑞江1200kHzADCP完成的84个有效比测测次,流量测验差异均在5%范围内。

  2015115日至20日在华北水文仪器检测中心,在标准流速仪水槽中对3套国产600kHz声学多普勒流速剖面仪完成了底跟踪速度精度和测流精度的检定。鉴定结果为送检的3套国产设备的底跟踪精度均优于±0.5%±5mm/s,第一层流速精度优于±1%±5mm/s,并由中心出具了检定报告。

流速仪水槽检定试验及试验报告

  2015411日,在长江南京站进行了10个测次国产600kHz声学多普勒流速剖面仪样机与RDI瑞江600kHzADCP的流量测验比测,其中有6个测次接入了GPS和罗经,2个测次采用了复杂航线航行,流量测验差异均在3.3%范围内,试验中测得最大流量为33902m3/s,验证了国产设备的在大江大河河段流量测量的适应性。

  2015425日,在上海松浦大桥站进行了9个测次国产600kHz声学多普勒流速剖面仪样机与RDI瑞江600kHzADCP的流量测验比测,测得的流量最大差异为3.2%,验证了国产ADCP在通航繁忙河段流量测量的适应性,首次完成了国产声学多普勒流速剖面仪采用浮体方式拖航测流试验,并对各测次的流速分布进行了深入的分析。

  

试验结果分析和讨论

  2015511日,在江西峡江站进行了5个测次国产600kHz声学多普勒流速剖面仪与SontekM9的流量测验比测,测得的流量最大差异为3.7%。完成了与缆道流速仪的流量测验比测,得到的流量的差异为1%,验证了国产ADCP在中小河流流量测量的适应性。本次试验中,国产声学多普勒流速剖面仪还完成了与缆道流速仪的定点流速比测试验、采用3体船进行流量测验试验,以及采用无线方式进行测验数据的远程传输试验。

  

国产600kHz声学多普勒流速剖面仪与SontekM9比测试验

  2015612日,在广东马口站进行了5个有效测次国产600kHz声学多普勒流速剖面仪与RDI瑞江600kHzADCP的流量测验比测,并使用SontekM9同时测量作为参考结果。

  整个国产声学多普勒流速剖面仪比测活动共在7个站点完成了8个阶段的实验,累计实验时间32天,15家参试单位完成了总计249个有效测次的流量比测,其中241个测次与国外产品的流量差异在5%范围内,占总测次的97%。通过试验完成了底跟踪测速精度检测、流速测量精度检测、流量测验比测、流速定点比测等试验,并在流速仪检定水槽中,对国产声学多普勒流速剖面仪的底跟踪测速精度和流速测量精度进行了检定。通过本次试验验证了国产ADCP在河道流量测验方面的性能与目前水文系统使用的主要测量设备的性能基本相当。同时,国产声学多普勒流速剖面仪的功能和性能也逐步得到完善,解决了测量数据无线传输和测量浮体等方面问题,并完成了新型声学多普勒流速剖面仪的开发,为下一步用户测试应用打下了基础。水文系统各单位均希望研发和管理部门尽快组织技术成果鉴定和国产测流设备的产品鉴定,以便尽早推广使用。

  

新型国产600kHz声学多普勒流速剖面仪

 
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