[发明专利]一种倒置多普勒流速仪探头测量水体表面流速的测量装置及其使用方法

说明书

本发明公开了一种倒置多普勒流速仪探头测量水体表面流速的测量装置，包括设置在水中底泥上方的底座，底座上连有多普勒流速仪探头，多普勒流速仪探头的传感器向上设置，底座上连有若干根连接杆，底座上连有若干根支腿，水体表面上方设置有蓄电池和计算机，蓄电池通过电源线与多普勒流速仪探头相连，计算机通过数据线与多普勒流速仪探头连接，电源线和数据线设置在电缆中。本发明还公开了一种倒置多普勒流速仪探头测量水体表面流速的测量方法。本发明的一种倒置多普勒流速仪探头测量水体表面流速的测量装置及方法，克服了常规流速测量方法不能获取表面流速分布的缺陷。

技术领域

本发明涉具体涉及一种倒置多普勒流速仪探头测量水体表面流速的测量装置及方法，属于水文学和环境科学领域。

背景技术

在水力学领域，浅水湖泊受到风的作用而形成风生流，水体流场十分复杂。水体风生流流速具有在不同水深处流速不同的现象。而湖泊、水库等水体，往往会由于表层水的流动造成漂浮生物、物质的聚集，比如蓝藻水华、水葫芦聚集甚至海洋的浒苔聚集，大都与表层水的流动有关。

目前常用的流速测定仪器大都无法在现场对表层10cm范围水层的流动进行测定。常用的流速的测量仪器有粒子成像测速仪(PIV)、电波流速仪、多普勒流速仪(ADCP)等。粒子成像测速仪通过在所测的流体中放入高流动跟随性的示踪粒子，激光器从装置的一侧将单偏光打入，在与激光垂直的另一侧利用高速摄像机(CCD)追踪粒子的运动轨迹，拍摄到粒子在100μs运动的轨迹计算获得水质点的二维运动速度，并且不适合野外使用。电波流速仪利用多普勒效应原理，通过发射和接收的电磁波频率改变来获得流速，虽然适合野外使用，但是同样难以获取三维流速分布。多普勒流速仪探头与其他仪器相比可以获取三维、更详细的数据，并且适合野外试验，它是通过向水中发射固定频率的声波短脉冲，脉冲碰到水中的散射体发生被散射，然后接受回波信号并通过整合船速得出流速分布。但是，由于使用多普勒流速仪探头测量流速的传统方法是将流速仪探头安置在采样船上测量流速，多普勒流速仪探头传感器没入水中7cm左右，且多普勒流速仪探头传感器无法获取自探头开始以下20cm左右之间的水层的流速分布，因此，会造成表层27cm左右的盲区无法监测到流速。因此如何克服这种缺陷使得多普勒流速仪探头可以测量水体表面流速是值得研究的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术不足，提出一种适用于测定水体表面流速且能获取三维流速分布的倒置多普勒流速仪探头测量水体表面流速的测量装置及方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种倒置多普勒流速仪探头测量水体表面流速的测量装置，其特征在于：包括设置在水中底泥上方的底座，所述底座上连有多普勒流速仪探头，所述多普勒流速仪探头的传感器向上设置，所述底座上连有若干根连接杆，所述底座上连有若干根支腿，水体表面上方设置有蓄电池和计算机，所述蓄电池通过电源线与多普勒流速仪探头相连，所述计算机通过数据线与所述多普勒流速仪探头连接，所述电源线和数据线设置在电缆中。

所述底座为三角底座。

所述连接杆的个数为3个，所述连接杆通过螺纹可拆卸连接在所述底座上。

所述支腿的个数为3个，所述支腿与所述底座可拆卸连接。

所述连接杆表面沿垂向标有刻度。

所述连接杆由多根连接杆单体首尾相接而成。

所述支腿上绑有安全绳。

一种倒置多普勒流速仪探头测量水体表面流速的测量方法，包括以下步骤：

S01，将支腿固定在底座上，将多普勒流速仪探头安装在底座上，将连接杆旋紧在底座上，多普勒流速仪探头与蓄电池用传输电缆连接，多普勒流速仪探头与计算机用传输电缆连接，安全绳一端拴在支腿上，一端拴在水面上；