ADCP流速儀檢定拖車驅(qū)動(dòng)方案探討

智永明，邵軍，唐躍平，陳敏，毛春雷，王巖

(1.水利部南京水利水文自動(dòng)化研究所，江蘇南京210012; 2.水利部水文儀器及巖土工程儀器質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心，江蘇南京210012; 3.水利部水文水資源監(jiān)控工程技術(shù)研究中心，江蘇南京210012)

ADCP流速儀檢定拖車驅(qū)動(dòng)方案探討

智永明1，3，邵軍1，唐躍平1，3，陳敏2，毛春雷1，3，王巖1，3

(1.水利部南京水利水文自動(dòng)化研究所，江蘇南京210012; 2.水利部水文儀器及巖土工程儀器質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心，江蘇南京210012; 3.水利部水文水資源監(jiān)控工程技術(shù)研究中心，江蘇南京210012)

近年ADCP流速儀在國(guó)內(nèi)應(yīng)用不斷增多，急需建設(shè)可以檢定ADCP流速儀的檢測(cè)平臺(tái)規(guī)范水利行業(yè)產(chǎn)品應(yīng)用。ADCP流速儀檢定水槽的長(zhǎng)、寬、深等尺寸設(shè)計(jì)，必須根據(jù)ADCP流速儀產(chǎn)品特點(diǎn)進(jìn)行專門設(shè)計(jì)。相比以往檢定水槽，ADCP水槽的寬度增加很多，相對(duì)應(yīng)的檢定拖車的跨度也會(huì)增加很多，導(dǎo)致檢定拖車的車重增加很多，而大型檢定拖車的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)方案是系統(tǒng)設(shè)計(jì)成敗的關(guān)鍵。根據(jù)ADCP流速儀檢測(cè)特點(diǎn)，該文提出基于交流伺服同步電機(jī)的ADCP流速儀檢定拖車混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)(4驅(qū)/2驅(qū))設(shè)計(jì)方案:高速段(0.2～6 m/s)采用四輪驅(qū)動(dòng)，低速段(0.01～0.2 m/s)采用2輪驅(qū)動(dòng)，很好地解決工作速度段大跨度下速度準(zhǔn)確度控制難題，滿足ADCP流速儀不同速度段檢定需求。

ADCP流速儀;檢定拖車;檢定水槽;粘著系數(shù);交流同步伺服電機(jī);滑觸線供電

0 引言

流速儀檢定水槽是流速儀性能檢定的一項(xiàng)重要設(shè)備，我國(guó)現(xiàn)有專業(yè)流速儀檢定水槽15處［1］，主要用來檢定轉(zhuǎn)子式流速儀。通常檢定流速儀有兩種方式:一種是動(dòng)水槽法，另一種是靜水槽法，后者簡(jiǎn)單易行而且精度更高，得到世界各國(guó)的普遍采用，適用標(biāo)準(zhǔn)為ISO3455－2007《液體比重測(cè)定法》［2］。ADCP流速儀作為新型水文儀器，可以長(zhǎng)期自動(dòng)測(cè)量點(diǎn)流速和剖面流速分布，廣泛使用于河流、湖泊及海洋中的流速自動(dòng)測(cè)量［3］，目前已在國(guó)內(nèi)安裝使用近幾百套，基本上是進(jìn)口產(chǎn)品，近幾年國(guó)內(nèi)有些科研院所和企業(yè)也開始ADCP流速儀的國(guó)產(chǎn)化研制工作，有的已開始進(jìn)行產(chǎn)品的戶外比測(cè)試驗(yàn)工作。盡管應(yīng)用廣泛，但是目前行業(yè)內(nèi)尚無可廣泛被接受的用于剖面儀檢定或校準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)程及標(biāo)準(zhǔn)［4］。ADCP的流速檢測(cè)方式主要有兩種方式，一種是野外比測(cè)，如GPS檢測(cè)法［5］等;另一種是靜水槽法。國(guó)內(nèi)外同行均曾經(jīng)在拖曳水槽或老式檢定水槽開展過少量的ADCP流速儀檢定試驗(yàn)研究，得了一些研究成果，但實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)穩(wěn)定性很差，無法形成完整的檢定操作規(guī)程，究其原因主要有:工作速度段大跨度下速度準(zhǔn)確度控制不準(zhǔn)、已有檢定水槽槽體尺寸偏小、測(cè)試用反射顆粒制備不穩(wěn)定、槽壁吸聲橡膠缺乏等。針對(duì)這些問題，南自所設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)開展了ADCP檢定水槽整體方案研究工作，提出ADCP檢定水槽槽體尺寸建議參數(shù)，同時(shí)也提出ADCP檢定拖車混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)方案，為我國(guó)ADCP流速儀檢定平臺(tái)的建設(shè)提供技術(shù)支撐。

1 ADCP檢定水槽設(shè)計(jì)

1.1 設(shè)計(jì)依據(jù)

根據(jù)ADCP流速儀性能特點(diǎn)，ADCP專用檢定水槽應(yīng)長(zhǎng)度＞100 m、寬度＞7 m、深度＞4.5 m［6］。實(shí)驗(yàn)室檢定水槽的原理:在橫斷面均勻一致的直線靜水槽中，在軌道上行駛的檢定拖車以規(guī)定的若干穩(wěn)定速度牽引流速儀，使固定安裝在側(cè)桿上的流速儀在靜水中行進(jìn)，測(cè)定檢定拖車的速度和流速儀測(cè)得的數(shù)值，對(duì)這兩組數(shù)據(jù)用方程式以及圖表建立相關(guān)系［7］。

實(shí)驗(yàn)室設(shè)備由直線靜水槽(檢定水槽)、檢定拖車、軌道、控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、安全系統(tǒng)以及給排水系統(tǒng)等組成［7］。檢定拖車上裝有電動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)備，經(jīng)傳動(dòng)系統(tǒng)使檢定拖車沿軌道運(yùn)行，自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)保證車速穩(wěn)定，拖車速度誤差應(yīng)＜3×10－3m/s［6］，采用單軌導(dǎo)向輪導(dǎo)向，保證檢定車沿軌道作穩(wěn)定直線運(yùn)行，調(diào)速采用無級(jí)變速方式。工作頻率＞300kHz的ADCP流速儀應(yīng)進(jìn)行水槽拖車試驗(yàn)［6］，本文涉及的檢定水槽及其配套設(shè)備均針對(duì)工作頻率＞300kHz的ADCP流速儀進(jìn)行設(shè)計(jì)。

1.2 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

1.2.1 深度設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

為保證檢定精度必需要有3個(gè)以上有效測(cè)量單元。目前只考慮典型的單元尺寸:500～600 kHz為50～100 cm。假定聲學(xué)多普勒海流儀的安裝深度為0.5 m、500～600 kHz的盲區(qū)0.5 m、底部旁瓣區(qū)1 m，加上3個(gè)1 m的有效單元，經(jīng)計(jì)算水槽深度應(yīng)≥5 m?？紤]到檢定車行車速度的影響，在高速時(shí)要適當(dāng)加大安裝深度才能保證測(cè)量傳感器不露出水面，另外考慮到高速行車時(shí)水流波動(dòng)的影響，因此，水槽深度應(yīng)≥5.5 m。

1.2.2 寬度設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

檢測(cè)中聲學(xué)多普勒海流儀是位于水槽的中線。則水槽最小寬度=2×槽深×tan(波束角)。聲學(xué)多普勒剖面流速儀波束角通常為:15°、20°、25°、30°。采用最大波束角=30°和槽深=5 m進(jìn)行計(jì)算，得到水槽最小寬度=2×5×tan30°=5.7 m。為有效減小槽壁的直接反射及旁瓣的影響，考慮裕度系數(shù)1.3，則水槽寬度應(yīng)為7.5 m。

1.2.3 長(zhǎng)度設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

水槽的長(zhǎng)度應(yīng)保證聲學(xué)多普勒海流儀實(shí)測(cè)流速(行車歷時(shí)內(nèi)的平均流速)中因其自身噪聲引起的隨機(jī)誤差能基本消除掉。因此，GB/T 24558——2009《聲學(xué)多普勒剖面儀》“6.6.2.3.1流速檢測(cè)”要求，流速儀測(cè)量每個(gè)速度的記錄應(yīng)不少于30個(gè)，如按10%的余量來考慮，以33個(gè)記錄計(jì)，按照目前通用的采樣速率，按1Hz頻率輸出，需用時(shí)33 s，檢定車行車速度按4 m/s，則檢定槽有效工作長(zhǎng)度應(yīng)不小于l=v×t=4×33=132 m。

1.3 主要設(shè)計(jì)參數(shù)

檢定水槽槽體有效長(zhǎng)度＞232 m，寬度8 m，深度7 m，最大水深6.5 m，正常水深6 m;檢定拖車寬9 m，長(zhǎng)10 m，高3 m，重12500 kg;車速范圍為0.01～6 m/s，穩(wěn)定度達(dá)到一級(jí)水槽要求;車速變化率δ:

測(cè)速時(shí)間υ≤0.2 m/s時(shí)為10s，υ＞0.2m/s時(shí)，為1 s［7］;有效檢定段長(zhǎng)度≥132 m(速度≤4.0 m/s時(shí));檢定拖車供電功率100 kW，供電方式為滑觸線供電。

2 ADCP檢定拖車驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)方案

圖1為檢定水槽/檢定拖車結(jié)構(gòu)示意圖，考慮檢定拖車鋼輪與檢定水槽的鋼軌摩擦系數(shù)較小，為保證拖車的驅(qū)動(dòng)力，需要合適的車重設(shè)計(jì)，本文設(shè)計(jì)方案的參考車重為12500 kg。ADCP流速儀安裝在拖車正下方，測(cè)試時(shí)，ADCP需沒入水中。檢定水槽鋼軌長(zhǎng)度包括工作段、加速段、減速段、安全段、檢修段等。

檢定拖車在中、高速狀態(tài)下控制車速準(zhǔn)確度比較容易些，但在低速下不易控制，以往的拖車驅(qū)動(dòng)方式主要有兩種:1)大傳動(dòng)比小功率直流電機(jī)加差速器雙輪驅(qū)動(dòng)，適用輪跨＜4m的水槽;2)輪跨大、自重重的四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，用大功率直流電機(jī)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)。本文設(shè)計(jì)方案結(jié)合ADCP流速儀檢定拖車輪跨大、車重較重以及車速控制要求較高等因素，選用交流同步伺服電機(jī)作為輪系的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，主要特點(diǎn)有恒扭矩輸出，其自身是一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，有速度環(huán)、電流環(huán)、位置環(huán)，在受到外部干涉時(shí)，可自動(dòng)修正，其準(zhǔn)確度、靈敏度較高。檢定拖車的車速設(shè)計(jì)范圍為0.01～6 m/s，速度跨度接近600倍，本文設(shè)計(jì)方案將速度區(qū)間分為中高速段和低速段兩檔，檢定車在中高速段運(yùn)行時(shí)，速度為0.2～6 m/s，驅(qū)動(dòng)方式為四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，交流同步伺服電機(jī)帶單級(jí)行星齒輪變速器(傳動(dòng)比i=4)驅(qū)動(dòng)輪系;檢定車在低速段運(yùn)行時(shí)，速度為0.01～0.2 m/s，驅(qū)動(dòng)方式為兩輪驅(qū)動(dòng)，交流同步伺服電機(jī)帶單級(jí)行星齒輪變速器(傳動(dòng)比i= 4)通過變速器(傳動(dòng)比i=32)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)輪系(總傳動(dòng)比i=128)，同時(shí)另外兩輪的交流同步伺服電機(jī)與輪系通過離合器機(jī)械分離，作為隨動(dòng)輪。

圖1 檢定水槽/檢定拖車結(jié)構(gòu)示意圖

2.1 軌道段落設(shè)計(jì)

ADCP流速儀檢測(cè)要求有132 m以上的有效檢測(cè)距離(工作段)，檢定拖車從靜止?fàn)顟B(tài)升速到檢測(cè)速度需要加速，加速段的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度參見式(2)，同樣，檢定拖車從檢測(cè)速度到靜止?fàn)顟B(tài)需要減速，減速段設(shè)計(jì)長(zhǎng)度與加速段設(shè)計(jì)長(zhǎng)度相同。

檢定車速度設(shè)定為0～6 m/s，加速度設(shè)定為0.6 m/s2。

即加速段距離為30 m，另外10 m為穩(wěn)定段，同樣，減速段距離也為30 m，另外10 m為穩(wěn)定段(安全段)，考慮檢定拖車的檢修段設(shè)計(jì)為20 m，因此，軌道的整體長(zhǎng)度=檢修段20 m+安全段10 m+加速段30 m+工作段132 m+減速段30 m+安全段10 m，軌道的設(shè)計(jì)總長(zhǎng)為232 m，參見圖2。

圖2 軌道段落設(shè)計(jì)

2.2 檢定拖車功率設(shè)計(jì)

檢定拖車設(shè)計(jì)質(zhì)量m=12500 kg，加速度a= 0.6 m/s2，則

功率計(jì)算中涉及的水下阻力以一款A(yù)DCP為例，見圖3，外形尺寸396 mm×229 mm×205 mm，取截面積S=23×40=920 cm2，檢定拖車設(shè)計(jì)最大運(yùn)行速度Vmax=6 m/s。則檢定車的最大水下阻力為:

式中:ρ——海水的密度，為1.03 g/cm3;

S——物體的有效橫截面積;

C——阻力系數(shù)，柱面時(shí)C=0.6。

由于檢定拖車設(shè)計(jì)檢測(cè)速度為0.01～6 m/s，其速度跨度為600倍，為優(yōu)化設(shè)計(jì)，將0.2～6 m/s設(shè)計(jì)為中、高速區(qū)間，0.01～0.2 m/s設(shè)計(jì)為低速區(qū)間，中、高速區(qū)間的驅(qū)動(dòng)方式為直連傳動(dòng)的四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，低速區(qū)間的驅(qū)動(dòng)方式為大傳動(dòng)比的兩輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)。每組輪系由一對(duì)軸承組成，效率取η軸承=0.99，則，當(dāng)檢定拖車以最大運(yùn)行速度Vmax=6 m/s運(yùn)行所需總功率P總參見式(6)。

圖3 國(guó)外一款A(yù)DCP外形尺寸

說明:旋槳式、旋杯式流速儀檢定水槽設(shè)計(jì)功率時(shí)，考慮旋槳式、旋杯式流速儀的水阻數(shù)值相比檢定車的摩擦力數(shù)值較小，一般會(huì)忽略水阻，但是ADCP流速儀檢定水槽設(shè)計(jì)功率時(shí)，ADCP流速儀的水阻數(shù)值較大，設(shè)計(jì)功率時(shí)，應(yīng)該將水阻計(jì)算在內(nèi)。

2.3 電機(jī)選型設(shè)計(jì)

設(shè)定電機(jī)額定轉(zhuǎn)速取n0=1500 r/min，則檢定拖車所需總扭矩T總參見式(8)。

四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)時(shí)，各輪系所需的功率P分參見式(9)，各輪系所需的扭矩T分參見式(10)。

在滿足動(dòng)力和扭矩的前提下，選擇國(guó)外的一款交流同步伺服電機(jī)，主要參數(shù)P額=13.8 kW，T額=88 N·m，n0=1500 r/min。

2.4 功率扭矩驗(yàn)算

1)中高速檢測(cè)區(qū)間的功率和扭矩驗(yàn)算

中高速檢測(cè)區(qū)間的驅(qū)動(dòng)方式為四輪驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)輪由交流伺服同步電機(jī)帶單級(jí)行星齒輪變速器(傳動(dòng)比i=4)來驅(qū)動(dòng)，輸出總功率P總參見公式(11)，輸出總扭矩T總參見式(12)。

檢定拖車以最大運(yùn)行速度Vmax=6 m/s運(yùn)行所需功率P測(cè)參見式(13)，其中F車=7500 N，F(xiàn)阻= 1023.4 N，ηw=0.96，所需扭矩T測(cè)參見式(14)。

T總＞T測(cè)，扭矩驗(yàn)算滿足。

2)低速檢測(cè)區(qū)間的功率和扭矩驗(yàn)算

低速檢測(cè)區(qū)間的驅(qū)動(dòng)方式為兩輪驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)輪由交流伺服同步電機(jī)帶單級(jí)行星齒輪變速器(傳動(dòng)比i=4)再通過減速器(傳動(dòng)比i=32)來聯(lián)合驅(qū)動(dòng)，總傳動(dòng)比i=4×32=128總輸出總功率P總參見式(15)，輸出總扭矩T總見式(16)，其中ηw=0.99× 0.7=0.693。

檢定拖車以最大運(yùn)行速度Vmax=0.2 m/s運(yùn)行所需功率P測(cè)參見式(17)，其中F車=7500 N，F(xiàn)阻= 1.14 N，ηw=0.99×0.7=0.693，所需扭矩T測(cè)參見式(18)。

P總＞P測(cè)，功率驗(yàn)算滿足。

T總＞T測(cè)，扭矩驗(yàn)算滿足。

交流伺服同步電機(jī)經(jīng)i=128減速后，額定轉(zhuǎn)速下機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)頻率f機(jī)=1500/(128×60)=0.195 Hz，檢定車車輪展開的理論長(zhǎng)度為1000 mm，低速區(qū)間Vmax=0.2 m/s，故而檢定車實(shí)際最大使用頻率f'機(jī)= 0.2 Hz，有f機(jī)=f'機(jī)，機(jī)械頻率滿足。

2.5 檢定拖車主動(dòng)輪打滑驗(yàn)算

電機(jī)驅(qū)動(dòng)檢定拖車運(yùn)行時(shí)，動(dòng)輪作用于鋼軌的力在任何情況下至多只能等于而不能大于粘著力，否則動(dòng)輪就會(huì)在鋼軌上空轉(zhuǎn)(打滑)，使機(jī)車牽引力急劇下降甚至消失。檢定拖車粘著重量是檢定拖車所有動(dòng)輪作用于鋼軌的垂直重量之和。要保證檢定拖車動(dòng)輪不空轉(zhuǎn)，粘著重量與最大輪周牽引力的比值K必須大于許用粘著安全系數(shù)［K］，建議許用粘著安全系數(shù)［K］=1.1［8］。

1)中高速區(qū)間(0.2～6m/s)四輪驅(qū)動(dòng)，取V= 6 m/s，a=0.6 m/s2計(jì)算粘著系數(shù)K

則2.29＞1.1，K＞［K］，故中高速區(qū)間采用四輪驅(qū)動(dòng)模式，不會(huì)出現(xiàn)打滑，滿足設(shè)計(jì)需求。

式中:G——檢定拖車自重(四輪驅(qū)動(dòng)模式)，G=mg= 12500×9.8=122500 N;

F阻=CρSv2/2=0.5×0.6×1030×0.092×62= 1023.4 N

其中:ρ是海水的密度為1.03 g/cm3，S是物體的有效橫截面積S=920 cm2，C是為阻力系數(shù)，柱面時(shí)C =0.6;

F車=m車a=12500×0.6=7500 N

f——鋼質(zhì)車輪滑動(dòng)摩擦系數(shù)，取0.15;

f1——鋼質(zhì)車輪滾動(dòng)摩擦系數(shù)，取0.05;

μ——車輪軸承滾動(dòng)摩擦系數(shù)，取0.02;

d——軸徑，取60 mm;

D——車輪直徑，取318.3 mm。

2)低速區(qū)間(0.01～0.2m/s)兩輪驅(qū)動(dòng)，取V=0.2 m/s，a=0.35 m/s2計(jì)算粘著系數(shù)K，參見式(20)。

則K＞［K］，故低速區(qū)間采用兩輪驅(qū)動(dòng)模式，不會(huì)出現(xiàn)打滑，滿足設(shè)計(jì)需求。

式中:G——二分之一檢定拖車自重(兩輪驅(qū)動(dòng)模

F阻=CρSv2/2=0.5×0.6×1030×0.092×0.22=1.14 N

其中，ρ是海水的密度為1.03 g/cm3，S是物體的有效橫截面積S=920 cm2，C為阻力系數(shù)，柱面時(shí)C=0.6;

F車=m車a=12500×0.35=4375 N

f、f1、μ、d和D的取值與式(19)中一致。

3 結(jié)束語

1)ADCP流速儀可以開展實(shí)驗(yàn)室檢定工作，但是目前我國(guó)現(xiàn)有的檢定水槽無法滿足要求，需要重新設(shè)計(jì)檢定槽體及檢定拖車等相關(guān)配套設(shè)備，檢定水槽的有效工作長(zhǎng)度應(yīng)＞100 m，寬度應(yīng)＞7 m，深度應(yīng)＞4.5 m，水槽的具體工程尺寸需要根據(jù)檢定的ADCP流速儀類型來詳細(xì)設(shè)計(jì)?？紤]到大跨度檢定拖車的自重較大，檢定拖車所配的用電功率要留有一定的冗余度，為保障檢定拖車的可靠供電，供電方式采用滑觸線供電。

2)ADCP流速儀設(shè)計(jì)檢測(cè)速度為0.01～6 m/s，速度跨度比達(dá)到600倍，為了保證速度控制精度，需要大幅降低速度跨度比，因此將0.2～6 m/s設(shè)計(jì)為中、高速區(qū)間，速度跨度比為30，0.01～0.2 m/s設(shè)計(jì)為低速區(qū)間，速度跨度比為20，中、高速區(qū)間的驅(qū)動(dòng)方式為直連傳動(dòng)的四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，低速區(qū)間的驅(qū)動(dòng)方式為大傳動(dòng)比的兩輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)。檢定拖車的動(dòng)力來源于檢定拖車軌道輪與鋼軌道的摩擦力，考慮大跨度檢定拖車自重較大，為防止軌道輪變形及磨損，建議軌道輪采用鋼質(zhì)軌道輪。

3)結(jié)合ADCP流速儀實(shí)驗(yàn)室檢定拖車輪跨大、自重較重且車速控制精度要求高等因素，驅(qū)動(dòng)方式建議采用四輪和兩輪混合驅(qū)動(dòng)方式，電機(jī)建議采用交流同步伺服電機(jī)，考慮ADCP流速儀設(shè)計(jì)檢測(cè)速度為0.01～6 m/s，可將0.2～6 m/s設(shè)計(jì)為中、高速區(qū)間，0.01～0.2 m/s設(shè)計(jì)為低速區(qū)間，不同速度區(qū)間需要配置相應(yīng)的減速比裝置，以便將電機(jī)額定轉(zhuǎn)速降為檢測(cè)速度需要的轉(zhuǎn)速。電機(jī)選定后，需要根據(jù)檢測(cè)需要進(jìn)行驗(yàn)算，確保滿足設(shè)計(jì)需要。

4)考慮ADCP流速儀實(shí)驗(yàn)室檢定拖車軌道鋼輪與鋼軌摩擦系數(shù)小，滑動(dòng)摩擦系數(shù)為0.15，滾動(dòng)摩擦系數(shù)為0.05，因此需要進(jìn)行主動(dòng)輪打滑驗(yàn)算設(shè)計(jì)，保證檢定拖車在不同檢測(cè)區(qū)間均不應(yīng)出現(xiàn)打滑現(xiàn)象發(fā)生，使檢定拖車不出現(xiàn)失速現(xiàn)象，保障檢測(cè)速度的控制精度滿足規(guī)范要求。

［1］姚永熙，楊漢塘.水文儀器研究與設(shè)計(jì)［M］.南京:河海大學(xué)出版社，2011:84－93.

［2］液體比重測(cè)定法:ISO3455－2007［S］.2007.

［3］張建云，唐鎮(zhèn)松，姚永熙.水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)［M］.北京:中國(guó)水利水電出版社，2005:101－106.

［4］趙越，英小勇.聲學(xué)多普勒流速剖面評(píng)價(jià)方法介紹與探討［J］.水利信息化，2010(4):58－61.

［5］聲學(xué)多普勒流速剖面儀檢測(cè)方法:HY/T102－2007［S］.北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007.

［6］直線明槽中的轉(zhuǎn)子式流速儀檢定/校準(zhǔn)方法:GB/ T21699－2008［S］.北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

［7］聲學(xué)多普勒流速剖面儀:GB/T24558－2009［S］.北京:中國(guó)質(zhì)檢出版社，2009.

［8］何生榮.越南流速儀檢定車傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.水利水文自動(dòng)化，1997，(4):32－35.

(編輯:劉楊)

Discussion on driving scheme of ADCP current meter verification trailer

ZHI Yongming1，3，SHAO Jun1，TANG Yueping1，3，CHEN Min2，MAO Chunlei1，3，WANG Yan1，3
(1.Nanjing Automation Institute of Water Conservancy＆Hydrology，Ministry of Water Resources，Nanjing 210012，China; 2.Hydrological Instruments＆Geotechnical Instrumentation for Quality Supervision and Testing Center，MWR，Nanjing 210012，China;3.Hydrology and Water Resources Engineering Research Center for Monitoring，Ministry of Water Resources，Nanjing 210012，China)

In recent years，application of ADCP current meter in China has been increasing，so it is in urgent need to build a testing platform capable of testing ADCP current meter to regulate the application of products in the water industry.Length，width，depth and other dimensions of ADCP current meter verification tank must be specially designed in accordance with the features of ADCP current meter.Compared to the previous verification tanks，ADCP tank is obviously wider，correspondingly，span of corresponding verification trailer will also increase，which will inevitably lead to increase of weight of the verification trailer，while driver design scheme of large verification trailer is the key for success of the system.According to the testing features of ADCP current meter，NZS design group puts forward a design scheme of ADCP current meter verification trailer hybrid drive(4 WD/2 WD)based on AC synchronous servo motor:4－wheel drive is adopted in the high－speed segment(0.2－6m/s)and low 2－wheel drive is adopted in the low－speed segment(0.01－0.2m/s)，so that problem that it is difficult to control speed accuracy at large span in the operating speed segment is solved well，and the verification requirements of ADCP current meter at different speed segments are met.

ADCP current meter;verification trailer;verification tank;sticking coefficient;AC synchronous servo motor;trolley line power supply

A

1674－5124(2016)11－0079－05

10.11857/j.issn.1674－5124.2016.11.017

2016－04－10;

2016－06－15

智永明(1966－)，男，山西晉中市人，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)樗乃Y源自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)、水文儀器檢定試驗(yàn)裝備等。