手持式声学多普勒流速仪操作手册.docx
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手持式声学多普勒流速仪操作手册
∙手持式声学多普勒流速仪操作手册
流速跟踪者
手持式ADV操作手册
首先感谢您的购买。
我们相信你会发现该仪器作用大、精度高、
性能可靠，而且使用方便。
如果你有问题或需要注释，请与我们联系。
1）建议阅读
●我们建议阅读有关该仪器的运行原理。
它将提供关于原理、使
用和数据分析的十分有价值的背景资料。
●如果需要关于该仪器的硬件及软件的具体资料，请查阅该仪器
的操作手册。
●看该仪器操作手册的第3部分以便获得更多的提示。
2）快速开始
●打开仪器后盖将电池装入。
●按on/off键1秒钟开机，按住4秒钟关机。
●从主菜单按1可进入参数设置菜单。
o按Enter键可以进行多屏的功能显示转换。
o用菜单中的条款可以改变影响数据收集的参数。
●在主菜单里按2可以进入系统功能菜单。
o按Enter键可以进行多屏的功能显示转换。
o用菜单中的条款可以进入该仪器的诊断程序。
●收集试验数据的设置。
o从参数设置菜单中选择数据收集的方式（普通/流量）。
2
o从主菜单按3开始数据收集。
o随着屏幕的快速显示，用NextStation键和Prev.Station键，
选择测量地点，用Set键设置各种参数。
o看仪器操作手册第4.5部分，描写了普通测量和流量测量的过
程。
3）计算机软件的安装
●软件用于从仪器下载文件，给ASCⅡ文本数据文件，并且可以
执行系统诊断。
●将仪器的软件CD放入计算机光驱。
●放入后，计算机将自动显示一个安装菜单。
o如果放入后几秒安装窗口没有出现，键入Start|Run并且输入
d:
/install.exe.这里的d指的是计算机的光驱。
●在菜单中，按FlowTrackerSoftwareInstalation键。
●随屏幕上的安装指令操作。
●看仪器操作手册第6.1部分可以获得详细的介绍。
4）从仪器下载数据文件
●用电源/通讯电缆线连接流速仪和计算机。
●用Start|Programs|SonTekSoftware|FlowTracker开始运行
仪器软件.
●用SonRecW运行数据下载软件。
●按Connect键与仪器进行连接.
●从已记录的存储器地址中选择一个或几个文件。
3
●指定一个下载文件路径用Browse键直接下载。
●按Download键可以从流速仪复制文件到计算机。
●看仪器操作手册的第6.4部分可以获得详细的介绍。
5）从仪器数据文件中读取数据
●用Start|Programs|SonTekSoftware|FlowTracker打开仪器
的软件。
●按DateExport发出数据摘录软件。
●按Open选择流速仪文件。
●按Options确定使用的单位。
●选择一个文件类型输出，按ExportSelectedVariable创造
指定文件，或着按ExportAllVariables创建所有可以利用的输出
文件。
●看仪器操作手册第6.5部分可以得到详细的介绍。
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手持式ADV
1）担保、术语、条件
首先感谢你对该仪器的购买。
本仪器已做了大量试验而且工作良
好。
如果仪器的包装箱出现破损或者是你的仪器完全无法工作，请迅
速与我们联系。
该仪器保质期为壹年，包括所有的部分、使用中工艺方面的故障
以及制造过程中的错误。
保证质量不包括设计上的不足、也不包括随
时发生的仪器受到的损害，以及在使用中出现的误差。
如果仪器不能正常运行，首先看是否电源的问题（见第8.7部分
故障排除）。
如果需要帮助我们建议立即与我们联系，我们将尽可能
快地解决出现的问题。
如果仪器必须寄回，请与我们联系以便获得一个货物认可回执号
码。
我们保留拒绝没有该货物认可回执号码地仪器的权利。
我们要求
仪器装在原包装箱内，包括使用原包装材料。
用户负担所有的费用（包
括所有的路费和税费）。
如果仪器寄回后没有专用的包装箱，客户将
负担包装货运箱及材料的费用。
2）简介
手持式ADV（声学多普勒流速仪）是针对各种流速监测应用设
计的。
●河流流量的测量（使用已建立的USCS/ISO方法）。
●开放式渠道的测量；
●大的管道内流速的测量；
5
●快速的、多点的流速观测；
●在水处理设备中的流速监测。
3）基本操作
●仪器的操作通过一个简单的面板键盘，指令及即时数据将显示在液
晶显示器上。
计算机不是用于采集数据的；
●仪器在每一个测点采样取固定的时间；
●对于每一个测点，都要输入一些参数（如地点、水深、测量水深）。
●在河流流量的测量应用中，流速数据的参数用于计算即时流量；
●所有数据均存放在内部存储器中，然后可以将数据下载到计算机重
新排列、显示及存档。
流速仪操作手册分为以下几个部分：
第一部分：
组成、术语、采样。
使用收集数据的基本命令；
第二部分：
键盘使用。
菜单、设置参数、系统功能的使用都需使用键
盘；
第三部分：
仪器操作纵览。
仪器收集数据的基本命令；
第四部分：
普通测量。
如何使用仪器在不同的测点进行流速测量；
第五部分：
流量测量。
如何使用仪器采用USGS/ISO方法进行河流流
量的测量；
第六部分：
计算机软件。
软件用于下载数据文件，给ASCⅡ码快速的、
有效的读取数据，并且执行系统的诊断；
第七部分：
硬件。
电缆线、联接、硬件及电子方面的详细介绍；
第八部分：
操作注意事项。
传感器的安装、流速坐标系统、保养及故
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障排除；
第九部分：
额外支持。
附录A—内部直接命令。
附录B—复合数据文件。
目录
1．组成、术语和采样
1.1.系统组成
1.2.定义和术语
1.3.采样方法
1.4.质量控制参数
1.4.1.信噪比（SNR）
1.4.2.流速的标准误差（δV）
1.4.3.界面调整（BoundaryQC）
1.4.4.干扰的去除
1.4.5.流向角
2.键盘应用
2.1.开/关机
2.2.键盘
2.3.主菜单
2.4.参数设置菜单（主菜单<1>）
2.4.1.系统的单位（设置参数<1>）
7
2.4.2.平均时间（设置参数<2>）
2.4.3.数据采集方式（设置参数<3>）
2.4.4.盐度（设置参数<4>）
2.5.系统功能菜单（主菜单<2>）
2.5.1.设置时钟（系统功能<1>）
2.5.2.选择存贮器状态（系统功能<2>）
2.5.3.存储器格式化（系统功能<3>）
2.5.4.温度数据（系统功能<4>）
2.5.5.电池数据（系统功能<5>）
2.5.6.原始数据显示（系统功能<6>）
2.5.7.系统构造（系统功能<7>）
2.6.运行（主菜单<3>）
3.操作总览
3.1.给仪器泄压
3.2.电源
3.3配置前的诊断
3.3.1.室内诊断程序
3.3.2.野外诊断程序
3.4.数据收集方式
3.5.其他配置考虑
4.一般目的测量
4.1.总览
8
4.2.一般数据采集程序
4.2.1.野外一般数据采集的准备
4.2.2.一般数据采集方式的开始
5.流量测量
5.1.总览
5.2.流量计算方法
5.2.1.确定流量面积
5.2.2.确定位置的平均流速
5.2.3.测量方法的设置
5.3.流量数据采集程序
5.3.1.野外流量数据采集的准备
5.3.2.流量计算方式下数据采集的开始
6.计算机软件
6.1.软件安装
6.2.软件总览
6.3.软件窗口
6.4.数据文件下载（SonRecW）
6.5.数据输出软件（FlowExporter）
6.5.1.数据结构（﹡.CTL）
6.5.2.数据采样（﹡.DAT）
6.5.3.成组数据（﹡.SUM）
6.5.4.流量数据（﹡.DIS）
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6.6.软件诊断（ADVCheck）
6.6.1.采样程序的输出
6.6.2.硬件程序的诊断
6.7.终端仿真器（SonTermW）
6.8.即时数据收集软件
7.硬件
7.1.电缆线及接口
7.1.1.探头缆线
7.1.2.外部电源/通讯电缆
7.2.电源
7.2.1.外接电源
7.2.2.电池
7.2.3.电池更换
7.3.内部电路及线路总览
7.4.处理器
7.5.电路
7.6.可擦可编程只读存储器的升级
8.操作注意事项
8.1.装置及安装
8.1.1.便携控制器装置
8.1.2.探头电缆线
8.1.3.探头的安装
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8.1.4.水流的干扰
8.2.水流的数据的协调系统
8.3.温度传感器
8.4.即时时钟的备用电池
8.5.常规保养
8.5.1定时诊断程序
8.5.2.传送器的清洗
8.5.3.电缆线的保养
8.5.4.O形圈
8.5.5.仪器内部的凝结物
8.5.6.镀锌阳极的侵蚀防护
8.6.悬移质
8.7.故障排除
8.7.1.系统不运行
8.7.2.与仪器不能联接
8.7.3.从内部存储器不能恢复数据
8.7.4.流速数据出现噪音或不能使用
8.7.5.键盘不能快速打开
9.额外支持
附录A.直接命令接口
附录B.二进制数据文件格式化
1.组成、术语和采样
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1.1.系统组成
图1两维探头的流速仪
图1展示了便携式YR-1型数字流速仪所有主要组成的标记。
●探头——探头（如图2所示）组成藕合单元用于测量流速。
看
仪器操作手册有更多的介绍。
●探头电缆线——探头连接一个长度为200Cm的电缆线。
它采
用对声波具有高灵敏度的电缆线。
用户是不能改动的。
●便携器——便携器由电子部分、电池电源、键盘和液晶显示器
组成。
仪器可以经受短时间没入水中，但是不能用于水下操作。
●键盘——键盘具有对数据收集通路及命令快速有效的接口。
●液晶显示器——可显示指令及即时数据。
●外加电源/通讯联接——仪器的底部联接一个防水的外加电源
/通讯电缆，用于从仪器向计算机下载数据。
数据采集时，该接头用
一个帽形螺丝帽密封。
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图2仪器探头及流速采样
下面的术语通常用于仪器的探头
●传感器——声波传送器产生一个极短的声波脉冲，其大多数能
量集中在一个很窄的声波波束中（直径6mm）。
●接收器——声波接收器被放在探头臂头部的中央。
接收器对于
声波是极其敏感的，从探头设置一个固定的距离（10cm），聚焦在一
个公共的区域。
仪器就是利用这两个声波接收器组成了二维探头。
●采样区域——采样区域在流速测量中是一个物理性地点概念。
看仪器操作手册的细则。
●温度传感器——温度传感器被放置在探头内部。
温度数据用于
补偿声波速度的改变，声波速度用于将多普勒频移转化成水流的速
度。
看§8.3关于温度传感器的细则。
看仪器操作手册可以详细了解
声波速度对于流速数据的影响。
1.2.定义和术语
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这一部分给常用的术语下了定义：
●键盘界面——对于大多数应用，仪器大多是通过表面的键盘来
控制的。
液晶显示器用于命令的选取以及即时数据的显示。
●外部控制——仪器可以通过RS232接口用计算机控制。
这需用
外部的电源/通讯电缆线联接。
●质量控制参数——随着流速的变化，仪器记录下许多质量控制
参数。
这些数据包括：
信噪比（SNR）、流速标准误差、界面调整、干
扰去除的数目、流向。
详细的质量控制参数请看§1.4。
●信号强度——指的是反射的声波强度。
是声波在水中情况的反
映。
首先是悬浮物（散质）的数量和类型。
这通常被称做信噪比（SNR）。
●信噪比（SNR）——SNR是收到的声波信号强度与周围的噪音
强度的比值。
它采用对数单位（dB），是仪器最重要的质量控制参数。
●温度——水温（℃）是由内置的温度传感器来测定的。
温度用
于声波速度的计算。
●盐度——盐度（ppt）在声波速度计算中是非常有用的。
注意：
如果在盐性水中使用，探头内部要安装一个镀锌阳极用于防护侵蚀。
●声波速度——声波在水中的速度（m/s）用于将多普勒频移转
换成速度。
参看仪器使用手册中声波速度对速度数据的影响。
1.3.采样方法
对于仪器采样方式有许多明确的术语。
●信号一收一发——判断二维或三维流速的信号。
●信号一收一发频率——每秒钟一发一收的总数（Hz）。
该仪器信号
14
一发一收的频率是10Hz。
●采样——指的是在二维或三维测速中采用10个一收一发的信号。
采样包括速度及信号强度数据。
本仪器每秒采样一次。
●平均时间——仪器在每个测点记录数据的时间（s），其范围是
10—1000s。
●测点——在每个测点，仪器在指定的平均时间内记录下的每秒一次
的流速数据、位置和水深等参数（对数据文件设置），多样的统计和
质量控制数据。
使用键盘进行基本的数据采集过程如下。
●采集数据前，应该输入一个文件名。
●对于流量测量，使用前输入指定位置数据：
水尺/水位读数（任意），
低流（任意），边缘位置数据（必需）。
●在每一个测点，应指定测点、水深和测量水深数据给数据设置文件。
对于流量测量，这些参数用于计算即时流量。
●在每一个测点固定长度的成组的流速数据被记录下来。
流速数据在
成组数据期每秒采样一次。
平均流速和质量控制数据在每一个成组数
据的最后被记录下来。
●总的流速和质量控制参数在每次测量后可以显示出来。
如果需要，
也可以进行单独的测量。
●可以进行连续的多点测量（每个文件夹最多100个测点）。
●可以浏览以前的测点观察数据和编辑测点位置情况。
●测验完毕，按EndSection键关闭文件夹。
对于流量测量，可输入
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水流边缘情况，最后就可以显示流量数据。
在外部控制下（看§6.7）仪器也可以用于采集测量数据。
●用电源/通讯电缆线联接仪器及计算机。
●计算机数据收集软件提供一个连续的流速图示。
●数据被储存在计算机的硬盘中。
1.4.质量控制参数
随着流速的变化，仪器在每个测点记录和显示许多的质量控制数
据进行流速质量数据的评估。
●信噪比（SNR）--§1.4.1.
●流速标准误差--§1.4.2.
●界面调整--§1.4.3.
●干扰去除--§1.4.4.
●流向角--§1.4.5.
1.4.1.信噪比（SNR）
信噪比（显示器显示为SNR）是仪器收到的反射声波强度同周围
噪音强度的比值。
是仪器最重要的质量控制数据。
●SNR采用对数单位（dB）对于每次每秒的流速采样，SNR被记录下
来。
而对每个测点的平均数也被记录下来。
●对于最理想的使用条件，SNR应大于10dB。
●虽然噪音在个别测点会增强，但是仪器在SNR为2--3dB时，仍然
可以可靠运行。
●如果SNR过低，则提示水中缺乏悬浮物质。
在清水中加入介质可以
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提高SNR的值。
在试验室的水箱中通常室要加入介质的。
大多数野外
应用有足够的自然悬浮物质。
●SNR数据表明在数据采集中是主要收集的平均值（取决于仪器的操
作方法，看下面）。
单独采集数据可以下载到计算机的一个数据文件
中。
o普通方式：
SNR是所有接收器的平均值，不管是2探头还是3探头
方式。
o流量方式：
SNR是接收器1和接收器2的平均值（接收器3如果需
要的话，不用于平均值的计算）。
我们使用2个接收器是因为假定探
头是侧视的（无论二维、三维探头），仅VX和VY有用（接收器3用于
VZ，不相干）。
另外，接收器3可以放置在水面上，接收器1和2放
入水中（仍然可以良好的采集数据）。
SNR首先反映的是水中特殊介质的总数及类型。
●SNR不能改变沉淀物的浓度，它很好地定性表明沉淀物多少的波动。
作适当的测定，SNR可以用于算估沉淀物的百分比。
●如果需要这方面应用的更多信息，请与我们联系。
1.4.2.流速的标准误差（δV）
对一次正确的平均流速的测量，我们主要关心的是在任何测点所
要求的平均时间。
流速的标准误差（显示为δV）就是测量的平均流
速数据的精度。
●δV可以直接解释为平均流速数据的精度。
●δV用每秒采样一次的标准误差除以采样数目的平方根来计算。
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●δV通常被即时水流的变化所支配，并且非常取决于测量环境（见
仪器操作手册）。
●δV在每次测量后的显示，可以使你迅速对流速数据的精度进行评
估。
●当使用普通数据采集方式时，δV所表示的是在测量中VX与VY标准
误差的矢量和。
●δV所表示的是在测量中VX的标准误差。
1.4.3.界面调整（BoundaryQC）
仪器可能会受水下物体声波的干扰，应用时应该尽量避免这些干
扰，同时必须注意仪器的使用限制。
●我们可以从水底、水面或从淹没的障碍物如石头、圆木等发现发射
波。
●仪器在距离探头10cm的采样区域测量流速。
●如果采样区域处在水下物体的上部或下部，将测不到流速。
如果在
很浅或距离水下物体很近的地方测量（采样区域距离物体不足15cm），
反射的声波可能会影响到流速数据。
●在每一个测点，仪器可以改变操作避免干扰。
●对于大多数测点，一些被要求的改变不会影响系统的结果。
●在一些环境中，改变会使最大流速降低。
仪器可以记录下为避免声波干扰而要求的改变，它将这个作一个
标准告之操作者称为界面调整。
界面调整的标准描述了界面调整对系
统结果的影响。
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常变的界面调整（显示器显示为Bnd或Boundary）有以下四个
标准（0和1是最常见的）。
●0（最好）：
测量不需要界面调整或即使需要，它们对系统的结果影
响很小。
最大流速至少3.5m/s。
●1（较好）：
测量必须进行的较小的界面调整，对系统结果产生一般
的影响。
最大流速至少2.5m/s。
●2（一般）：
测量必须进行的较大的界面调整，对系统结果产生显著
的影响。
最大流速至少1.2m/s。
●3（差）：
测量必须进行的重大的界面调整，对系统结果产生重大的
影响。
最大流速小于1.2m/s。
对于低流仪器依然可以提供良好的结
果。
1.4.4.干扰的去除
对仪器流速数据干扰有多种原因----最常见的是大的沙粒和气
泡。
●从每一个测点得到的流速数据，首先被评估用以寻找干扰。
●作为干扰，数据必须符合以下两种情况：
o流速从平均标准中至少有3个标准偏差。
o流速同平均值至少有3cm/s的差别。
●干扰的去除基于流速的组成（VX，VY和VZ），如果任何组成部分落在
跳跃上面的外部，那么这次采样就不能用于平均流速的计算。
●仪器在每60s的测量中典型的少于2次干扰。
●在每次测量后，干扰的次数将被显示和记录下来。
在每一测点，原
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始的每秒一次的流速数据被记录下来。
这里允许你对每一点未编辑的
流速数据进行评估。
●对流速数据不需要筛选和修改。
1.4.5.流向角
对于使用流量测量方式，需增加一个质量控制参数—流向角。
●流向角的定义是水流的方向相对于X轴方向的夹角，用atan（VX/VY）
表示。
●对于理想的流量测量位置，水流的方向应该垂直于测量断面。
●仪器的X轴方向总是垂直于断面。
●只有速度的X轴成分（VX）用于流量的计算，这就保证了不管水流
的方向如何，流量测量总是正确的。
●仪器的优点就是消除了必须评估水流方向，就象一个通用测量器。
这样就减少了测量中误差的来源。
●0°流向表示水流的方向垂直于断面（就视作找到了理想的测量方
向点）。
●一个好的测量位置可以典型地表明一些流向的变化，但是所有的流
向角应小于20°。
2.键盘应用
这一部分描述的是仪器的键盘操作。
2.1.开/关机
开/关机键在键盘的左上角。
●开机，按开/关机键1秒钟，液晶显示器就亮了。
20
●关机，按住开/关机键3秒钟，液晶显示器就关闭了。
●在关机状态仪器将消耗很小的电流（小于1mA）。
o如果仪器被闲置很长时间（超过一个月），请将电池拿出，以避免
不必要的浪费。
注意
关机前必须先回到主菜单，以保证所有的数据被可靠的保存（见
§4.2.2.和§5.3.2.）。
2.2.键盘
图3仪器的操作键盘
●每个键的功能描述如下，有些键具有双重功能。
●操作键是从左上角向右下按行列排布的。
数字键（0-9）、.、-
●这些键用于仪器快速输入信息。
21
о菜单的选择，
о文件名及延伸，
о测点位置、水深和其他信息。
开/关机键
●开机，按开/关机键1秒钟，液晶显示器就亮了。
●关机，按住开/关机键3秒钟，液晶显示器就关闭了。
注意
关机前必须先回到主菜单，以保证所有的数据被可靠的保存（见
§4.2.2.和§5.3.2.）。
背景灯键
●该键用于背景液晶灯的打开或关闭。
о如果背景灯是打开的，那么按下就关闭了。
о1分钟后背景灯自动关闭。
●将背景灯的使用减小到最小程度，可以延长电池的使用寿命（背景
灯是系统本身消耗量的2倍）。
删除键←（Delete←）
●当输入参数时该键可删除上一个输入参数。
测量键（Measure）
●该键用于开始测量。
ο可以在一般及流量数据采集方式下使用。
ο只有在显示测点水流时才可以使用，当显示先前的测量时就不能使
22
用。
校正键（Corr.Factor）
●该键用于修正输入。
ο修正输入仅在流量测量方式下使用。
ο修正仅用于确定的位置。
如§5.2.2.所述。
下一点键（NextStation）
●当浏览已测的测点时，该键用于下一测点的观测。
ο可用于一般和流量测量方式。
ο在测量过程中是不能使用的，必须等该点测完后方可使用。
ο在流量测量方式下，位置的整理取决于这些测点和显示的顺序（一
般认为是测量的顺序）。
ο在一般流量测量方式下，位置的显示就是测量的顺序。
测点设置键2（Set.Loc.2）
●该键用于测点2的设置。
ο仅用于一般测量方式。
ο为测点2设置测量位置。
ο该位置用于数据文件的设置，但不是必须的。
ο在测量前，既可以用于目前的位置，也可以从前面测点编辑数据。
测点设置键（SetLocation）
●该键用于设置测点位置。
ο在流量测量方式下，它设置测点的位置。
ο在一般测量方式下，它设置测点1的位置。
23
ο在测量前，它既可以用于目前的位置，也可以从前面测点编辑数据。
左/右键（LEW/REW）
●该键用于确定水流的开始和结束的边界。
ο只用于流量测量方式。
ο左的意思是“水流的左边界”。
ο右的意思是“水流的右边界”。
ο仅用于数据文件的设置，对计算没有影响。
上一点键（Prev.Station）
●该键用于完成测量后，浏览观看前面的测点。
ο既可在流量测量方式下使用，也可在一般测量方式下使用。
ο在测量过程中是不能使用的，必须等该点完成测量后使用。
ο在流量测量方式下，位置的整理取决于测点的位置和显示的顺序
（一般认为是流量的顺序）。
ο在流量测量方式下，它可以浏览从测点1到开始边和开始水位的情
况。
ο在一般测量方式下，位置显示的顺序就是测量的顺序。
测深键（SetMeasDepth）
●该键用于设置测量深度。
ο仅用于一般测量方式。
ο设置测量深度的位置（Dep）。
ο这个测深点用于数据文件的设置，但不是必需的。
ο在测量前，它既可以用于目前的位置，也可以从前面测点编辑数据。
24
ο在流量测量方式下，测量深度是方法选择的一个参数（见
升级会员 