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PC-ADP 常见问题解答(一)

2020.7.13
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王辉

致力于为分析测试行业奉献终身

PC-ADP(脉冲相干声学多普勒剖面仪)代表了多普勒剖面技术的技术发展水平。因为它在固件和硬件上与传统ADP都有所不同,因此,对于这种产品,用户常有很多疑问。

脉冲相干模式到底是什么?
在脉冲相干模式下,ADP发送一对脉冲,两脉冲间通过一个时间的延迟将之分开。然后测量每个脉冲返回信号的相位。被时间分开的两脉冲之间的相位变化直接与水中颗粒的速度成比例。这与SonTek ADV所采用的技术相同。ADV能以极低的不确定度进行高精度测量而著称。ADP系统的PC模式所能做的是能允许极小单元大小(小至1.6厘米),并且是极低的测量不确定度。有关完整解释,请参阅PC-ADP的操作原理。

PC-ADP与具有“脉冲相干模式”的ADP有何不同?
作为一种可选的功能,SonTek的许多ADP系统支持脉冲相干模式操作。我们常说的“PC-ADP”是脉冲相干的一个固件选项、特殊硬件和软件的组合(包括一个经优化的用于高分辨率剖面测量、半径为10厘米的换能器头)。

人们通常如何配置PC-ADP?
最为常见的应用是用于输沙率的研究或其它底部边界层的研究工作。在这些应用中,通常将PC-ADP头朝下安装在三脚架上或其它结构上,距底部约1~2米。当然,也可将其朝上安装以用于其它研究。

PC-ADP可否用于低流速的测量?
脉冲相干技术是一项优秀的技术,可测量低至毫米级/秒的低流速。最小分辨率为0.1毫米/秒。

PC-ADP可否用于高流速或动态环境?
高于2米/秒的水流建议使用标准ADP模式测量。

哪种压力传感器可用于PC-ADP?
PC-ADP可以选用连续型、模拟型或频率型各种不同的压力传感器。模拟传感器是一种应变式的压力传感器,位于PC-ADP换能器的头部,其精确度为0.1%;还可以选择更为先进的、精确度为0.01%的RPT共振式压力传感器,但其最大深度限于20米;作为第三个选择,我们也可以外置Paroscientific公司生产的石英压力传感器。

其它有哪些传感器可连接于PC-ADP?
ADP电子设计允许与外部的一个串行口设备和两个模拟口设备(0-5V)集成。通常,串行口设备是指SeaBird 公司的MicroCAT CT 电导、温度传感器;模拟口设备是D&A 公司的OBS浊度传感器。如果需要第二个模拟口设备,那就不得不牺牲电池电压参数的监测。

为什么采用15度倾斜角的换能器头,而不是25度倾斜角的换能器头?
理论上,从精确度的角度上讲,45度才是最佳配置。当你由45度向0度转动时,你将得到更大的测量范围,但却要付出水平方向精确度降低的代价。水平范围与精确度的最佳折衷就是20-30度倾斜角范围。朝0度方向移动的其它好处是可能受旁瓣干扰的区域较小。从数学上讲,旁瓣干扰的百分比与换能器角度的余弦成正比。减少旁瓣能量的影响可使用户得到更大的测量剖面,而不会受到水面或底部边界反射信号的破坏。由于SonTek采用大面积的换能器,因此旁瓣能量较低。这是为什么SonTek的标准型ADP使用25度倾斜角(更精确)形状,而不是20度或更小度数。然而,对于PC-ADP,换能器头设计成15度倾斜角更为合适。原因有三:


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