ADCP液壓支臂安裝模式的探討

【摘要】ADCP為聲學(xué)多普勒流速剖面儀的簡(jiǎn)稱，它利用多普勒效應(yīng)原理進(jìn)行流速測(cè)量，目前廣泛用于全國(guó)各水文站。本文通過(guò)對(duì)ADCP安裝傳統(tǒng)方式的分析，將ADCP與多功能液壓支臂巧妙聯(lián)系一起，實(shí)現(xiàn)了多功能液壓支臂安裝ADCP的模式，并運(yùn)用到實(shí)際中。

【關(guān)鍵詞】ADCP；測(cè)流；液壓支臂

1、引言

隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，測(cè)量流速（流量）的儀器不斷改革和創(chuàng)新。目前在河流流量測(cè)驗(yàn)中，走航式聲學(xué)多普勒流速剖面儀（ADCP）與傳統(tǒng)的河流流量測(cè)量方法相比具有更高的測(cè)驗(yàn)效率。國(guó)內(nèi)ADCP的推廣應(yīng)用雖然起步較晚，但近幾年來(lái)發(fā)展趨勢(shì)很快，應(yīng)用前景也非常廣闊。但ADCP的安裝模式有很多種，傳統(tǒng)方法較簡(jiǎn)易且為人工操作，本文主要介紹的是將ADCP安裝在液壓支臂上，且通過(guò)控制液壓支臂達(dá)到自動(dòng)控制ADCP入水測(cè)量。

2、ADCP傳統(tǒng)安裝模式的比較

傳統(tǒng)的安裝方法之一是在測(cè)船左舷中部裝有ADCP安裝支架，該支架可以沿滑道上下滑動(dòng)，調(diào)節(jié)ADCP的入水深度。傳統(tǒng)的安裝方法之二是將測(cè)船中部或前部開(kāi)一個(gè)直徑約300mm的圓柱孔，將ADCP探頭放在船體圓柱孔的通道上，需要測(cè)量時(shí)通過(guò)特制的升降設(shè)備將ADCP探頭下放至水下合適的測(cè)量位置，測(cè)量完成后再通過(guò)升降設(shè)備將ADCP探頭升至圓柱孔內(nèi)的安全位置。

由于傳統(tǒng)的安裝方法是人工操作，所以其安裝精度無(wú)法得到保證，ADCP的安裝是否穩(wěn)定直接影響流量的測(cè)驗(yàn)精度。調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，目前很多測(cè)站的ADCP及其相關(guān)外接設(shè)備的安裝都存在一定的問(wèn)題。因此，ADCP儀器安裝不牢固或安裝位置不對(duì)是導(dǎo)致測(cè)站ADCP比測(cè)結(jié)果不理想的一個(gè)重要因素。

3、ADCP的液壓支臂安裝模式

如果要普及測(cè)船ADCP的使用，其安裝方法也應(yīng)該得到改良和統(tǒng)一，否則出現(xiàn)的誤差將是無(wú)法科學(xué)統(tǒng)計(jì)，也直接影響到ADCP的推廣和使用。

本文介紹的多功能液壓支臂安裝ADCP的方法，其安裝精度高且可自動(dòng)運(yùn)行，提高測(cè)流的自動(dòng)化水平，也降低了測(cè)船測(cè)流的危險(xiǎn)系數(shù)。另外，由于ADCP探頭遠(yuǎn)離船邊（一般離船舷1-1.5米以上），所以船體對(duì)ADCP測(cè)流的影響很小，一般也不需要再配備外接羅經(jīng)進(jìn)行精度修正。減小了ADCP設(shè)備測(cè)驗(yàn)成本。

采用的多功能液壓支臂使用液壓油缸伸縮運(yùn)動(dòng)，用電動(dòng)換向閥進(jìn)行電動(dòng)控制，液壓站電機(jī)功率為3kw。液壓支臂伸長(zhǎng)到極限位置時(shí)的受力達(dá)到1噸不變型。多功能液壓支臂主要由鉛魚常規(guī)測(cè)流液壓懸臂、常規(guī)取樣液壓懸臂、ADCP多級(jí)液壓懸臂（一般為3級(jí)）、液壓站、油管及控制部分等組成。既可滿足常規(guī)測(cè)驗(yàn)測(cè)流取沙的需要，也可滿足ADCP測(cè)流的需要，在對(duì)船體進(jìn)行裝修時(shí)，只需對(duì)多功能液壓支臂進(jìn)行適當(dāng)?shù)陌b，可達(dá)到較好的整體效果。

多功能液壓支臂控制ADCP探頭的運(yùn)行模式既可選擇全自動(dòng)方式，（3級(jí)液壓支臂一次性運(yùn)行到位），也可選擇手動(dòng)操作方式。操作靈活，可靠性高。

4、液壓支臂理論設(shè)計(jì)示意圖

液壓支臂的理論設(shè)計(jì)如圖所示：

如圖所示，第三節(jié)的底部安裝ADCP，ADCP的入水及收回均由電氣控制完成，其入水深度，離船舷的距離，垂直角度均只需要一次調(diào)整，以后將不會(huì)改變，大大減輕了安裝的工作量，也提高了安裝精度。

5、應(yīng)用實(shí)例

作為ADCP探頭載體的多功能液壓支臂現(xiàn)已應(yīng)用到湖南水文局的株州局、湘潭局、永州局、益陽(yáng)局、常德局、邵陽(yáng)局等水文同行單位，是一項(xiàng)成熟的技術(shù)。目前已在漢口水文站進(jìn)行了實(shí)際的多功能液壓支臂ADCP的安裝。

6、結(jié)語(yǔ)

多功能液壓支臂作為測(cè)船中水文設(shè)施（鉛魚）、設(shè)備（ADCP）的的載體，具備操作簡(jiǎn)單、可靠性性高等特點(diǎn)。因此，水文測(cè)船在ADCP的推廣應(yīng)用中，運(yùn)用多功能液壓支臂運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)作為ADCP探頭運(yùn)動(dòng)的載體，具有可靠性及性價(jià)比高、整體性能好、可操作性先進(jìn)等特點(diǎn)，具備較好的推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]《河流流量測(cè)驗(yàn)規(guī)范》.中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，GB 50179-93

作者簡(jiǎn)介

左念（1981-），本科，工程師，長(zhǎng)期從事水文儀器設(shè)備科研工作。