ADCP 简介
使用 ADCP 测量流速的依据是多普勒频移原理。
多普勒效应(或多普勒频移)是指相对于观察者(观察者相对于波源移动)而言的波频变化。
多普勒频移的一个常见示例是,鸣笛的车辆接近观察者然后离开观察者时所听到的音高变化。
发生频移的原因是,向观察者移动的声源会一直将每一个声波发射到离观察者稍微更近一点的地方。
因此,每个声波到达观察者的时间都稍微更短。
当发射器经过观察者时,每个声波都必须经过稍微更长的距离才能到达观察者。
声学多普勒流速剖面仪 (ADCP) 系统可测量流速、速度和方向。
系统使用发射高频声波(波束)的收发器。
收发器确定回波信号的多普勒频移。
回波信号从水柱中的“漂流生物”散射。
漂流生物是浮游生物的物种,如磷虾和桡足类。
重要
漂流生物以与水流相同的速度被动移动。
假定水流速度在水柱的不同高度处是均匀的。
反射声音的频率与漂流生物接近仪器的速度成正比增加(或降低)。
A
ADCP 的阵列换能器使用四个波束。
B
每个波束的中心线与换能器的垂直线之间的角度约为 30 度。
C
Depth Cell
(深度单元)- 使用来自一个深度单元的回波,可以找到每个深度的速度估计值。
D
箭头标记波束中的三维速度分量。
在波束方向上测量的速度用于估计速度分量。
E
水流
ADCP 系统提供三种主要的不同类型数据。
•
在海床上移动时的船只速度,也称为底部跟踪。
•
水柱中的水流速度。
水流速度是在垂直和水平方向上测量的。
•
鱼和鱼群在水中的游动。
ADCP 数据可用于导航、海洋学和渔业研究。
ADCP 换能器的最大范围对应于信号强度降至与噪音水平相当的位置。
超出此范围后,ADCP 无法准确计算多普勒频移。
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