聲學多普勒測速儀

1、聲學多普勒流速儀的介紹安徽工業(yè)大學冶金工程專業(yè)匯報人：張玲穎 目錄一結構組成StructuralComposition二工作原理OperatingPrinciple三重要參數(shù) MajorParameters四實際應用 PracticalApplication五實驗數(shù)據(jù)EmpiricalData結構組成結構組成ADV 聲學多普勒流速儀 MicroADV超聲測速儀基于多普勒效應(Doppler effect)的理論。所謂多普勒效應是為紀念奧地利物理學家多普勒而命名的，他于1842年首先提出了這一理論。 即:當波源和觀察者有相對運動時，觀察者接收到的波頻已發(fā)生改變，聲波頻率在聲源移向觀察者時變高，在

2、聲源遠離觀察者時變低.結構組成ADV(Acoustic-Doppler Velocimeter)聲學多普勒流速儀：其主要組成即為量測探頭;信號調理;信號處理三部分。上圖即為量測探頭，信號調理和信號處理是利用計算機進行的。工作原理工作原理(a)量測探頭由三個10MHz的接收探頭和一個發(fā)射探頭組成,三個接收探頭分布在發(fā)射探頭軸線的周圍,它們之間的夾角為120,接收探頭與采樣體的連線與發(fā)射探頭軸線之間的夾角為30,采樣體位于探頭下方5cm或10cm,這樣可以基本上消除探頭對水流的干擾(b)信號調理器由檢測微弱反射信號的模擬電路組成.(c)數(shù)字信號處理由一個單獨的電路板完成,主要針對輸出頻率為25Hz

3、的實時三維流速測量值的計算.重要參數(shù)重要參數(shù) 1. ADV的測量很重要參數(shù)是控制體距離發(fā)射探頭約為5cm，發(fā)射探頭是一個圓柱體(體積0.08cm3)，由探頭發(fā)射超聲波，遇到控制體后反射，并由接受探頭接受反射的信號，因此，ADV測量的實際是控制體與發(fā)射探頭的相對運動速度。2.ADV速度范圍和信號強度: 在一般情況下，用戶設定的速度范圍應大于試驗中出現(xiàn)的與流動方向有關的最大流速。 信號強度是測量接受探頭接受超聲波信號強度的尺度，在ADV中信號強度是用信號和噪音的比值，即信噪比SNR來衡量的。信噪比主要可以檢驗水中是否存在足夠的介質，如泥沙、微粒等，來反射聲波信號。如果水中粒子過少，返回的信號就會比周圍的噪音還要小，要是沒有足夠大的信號強度，ADV是不可能進行精確測量的，所得的數(shù)據(jù)肯定和實際差別很大。實際應用實際應用 最初是SonTek公司為美國陸軍工程兵團水道實驗室設計制造的。 該流速儀運用多普勒原理，采用遙距測量的方式，對距離探頭一定距離的采樣點進行測量。如今，ADV已成為水力及海洋實驗室的標準流速測量儀器。廣泛應用于研究波浪軌跡、研究水體運動軌跡、橋樁周圍水流擾動的研究、水沙試驗測試、室內(nèi)水力模型實驗、野外測量( 沼澤地小流速的測量、黃石國家公園熱噴泉水的測量、水處理廠沉淀池中的測量)、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)(水流擾動對漁業(yè)的影響)、水處理廠(用ADVOcean 測量水流的流量)、測量沼澤