声学多测流仪

M9无人船测流系统在无锡通过验收2021年1月20日，泽铭环境应邀参加无锡市环境监测中心M9无人船测流系统实地验收培训，泽铭技术人员进行现场操作演示与用户培训，并与无锡市环境监测中心相关领导与技术工程师进行了讨论与交流。此次验收的M9无人船测流系统采用多频、智能的多种脉冲工作模式，解决了不同流速下的测流难题。一秒一组高频获取数据，每条垂线分为多层单元分别测量并输出汇总，同时生成断面流速火山图，用户可以直观的对断面有个清晰的认识。M9无人船测流系统为用户提供后处理系统，自动备注误差大于5%的数据，并最终生成专业的测流报告。此外，无人船还搭载前置摄像头，能远距离躲避航线上的障碍物。M9声学多普勒剖面流速仪，是一款专门为河流走航方式测量流量、三维流速、水深而设计的水文测流仪器。M9声学多普勒剖面流速仪 M9配置灵活，能考虑到不同用户的需求，可实现无线通讯、内置GPS、遥控，解决河床走底引起的多普勒流速仪流量测验误差。 多种频率换能器的配置，满足从浅水到深水的不同河床条件的流量测验； 垂直声波探头专用于水深的测量，满足从浅水（最小0.3米）到深水（最大达80米）的各种河流的测流需要； 全自动测量方式，自动转换工作模式、测量单元、采样频率、工作状态； 内置微处理器直接计算流量数据，测量过程中即使通讯中断，数据也不会丢失； 多种通讯方式 ，有线与无线的选择，有效通讯距离达1500米； 支持多国语言、数据处理的计算机软件，软件还可用于控制、下载、查看、分析数据等。

2009年2月，SonTek/YSI公司历经数年结合全球应用经验研究开发的RiverSurveyor S5/M9 声学多普勒水流剖面仪 正式发布。 　　RiverSurveryor S5/M9 声学多普勒水流剖面仪 采用全新的电子电路、全新的硬件和软件以及全新的数据通讯和船体，专为河流流量测验而设计。S5/M9体积小巧、功能强大、易于操作，是迄今为止世界上最先进的一套测流仪器。其独特优势如下： 　　独特的多频率换能器配置，性能卓越，能自动转换单元大小、工作频率、采样频率和工作模式，精确完成从浅水到深水的连续测量。 　　流速的测量范围为±20米/秒、精度高达±0.25%、最小测量距离仅为0.06米，而最大水深测量范围可达80米(M9)，如此优越的性能是目前没有一台水流剖面仪可以比拟的。 　　独有的垂直超声波波束，直接精确测量水深与河床断面。 　　内置微处理器直接计算流量并保存数据，无需依靠外部程序，数据也不会因通讯中断而丢失。 　　自动选择脉冲相关技术的采样模式，确保浅水测量时，获取最高分辨率的测量性能。 　　剖面测量参数的设置与测量数据的查看分析采用全新的RiverSurveyor Live软件，不仅能在计算机上运行，还能在手机中操作。 　　SonTek独有的RTKGPS(实时动态)在走底情况下可替代底跟踪，获得高精度的大地参考坐标位置，同时扩大测流范围(高达80米)。 　　运用多项先进的通讯技术，如蓝牙、扩频无线电台和手机，从而大大提升系统性能，并扩展用途。 　　详情请看：http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100937/C73507.htm 或 　　联系YSI中国公司 上海021-64693327 北京010-85711995 广州020-38814250 厦门0592-2182511 当测船从断面的一侧航行到另一侧时，完成三维流速、水深测量和流量计算

摘要：新一代走航式声学多普勒水流剖面仪M9克服了早期仪器的缺陷，采用多频、智能的多种工作模式，解决了困惑水文的高、低流速测流难题。M9灵活的配置，考虑不同用户的需求，可实现无线通讯、内置GPS、遥控，解决河床走底引起的多普勒流速仪流量测验误差。列举了各种不同条件、环境的河道，采用 M9实测的案例，显示了该仪器的优异性能。关键词：M9；多频；智能；脉冲相干、宽带、窄带多种工作模式自动切换；高、低速测流前言采用多普勒频移原理研制的走航式声学多普勒水流剖面仪，应用于水文测验已经有二十多年的历史。由于制作复杂、生产成本高、以及使用量不大等原因，世界上能够生产该类仪器的著名厂家仅为可数的几家，而且基本上集中在美国。近几年，国内部分厂家开始研制类似产品，并陆续投放市场。二十余年来，厂家历经了数次的改进，生产出了不少型号和不同工作频率的仪器，供不同条件和环境下的使用。其性能虽有了很大的提高，但因为最初的设计是针对海洋测流需要，这对于在内河河道上的使用，带来了一些不足；在水文测验中还是感到有些不尽人意。一直以来，困惑水文的高、低流速测流难题，仍然没有给出有效的解决方案。经过多年的研究和总结了目前所有多普勒流速仪产品存在的问题；美国赛莱默公司旗下的SonTek 公司在2009年开发出了最新一代的走航式声学多普勒水流剖面仪 M9/S5。经过数年多在世界各地的实际使用和比测，效果非常之好，成为了目前世界上最先进的一种声学多普勒流量计。M9 的技术指标和配置 考虑到不同用户的需要，M9系列的仪器有着灵活的配置。其标准配置为：仪器主机＋10米电源/通讯电缆线（可延长）；可安装在船舷边使用；实现主机与计算机之间的直接通讯。若装备有小型载体（船体）时，可配置无线电台的通讯方式，通讯距离可达1500米，实现主机与计算机之间的无线通讯。为了满足在河床走底情况下测流的需要，还可以选配内置的 GPS，有二种供选择；即 SonTek 的DGPS（亚米级精度），和SonTek 的RTK GPS（0.03米精度）。此外，M9/S5系列的仪器还可以配置SonTek自行研制的单体船，以及其它公司配套的三体船或自带动力的遥控船；这种浮体保证了仪器在测量时的平稳和较小的仪器入水深度。从上述技术指标可以看到，M9 从很浅的不到0.3米处河岸开始测量，一直到最深达80米的河床深度，仍然可以一次完成测量并计算出该测流断面的流量，这大大满足了全世界 85 % 以上河道测流的需求。M9/S5 的特点和优势作为一种全新的M9/S5，实际上是一款专为河流流量测验所设计的仪器。与老一代所有现有的多普勒流速仪相比，有以下几个特点：1、多种频率换能器的配置。4个一组的二种不同频率换能器用于流速的测量，满足了从浅水到深水的不同河床条件，只用一款仪器进行流量测验的需要。2、垂直声波探头专用于水深的测量。改变了原先采用斜向测速声波测量流速的同时，测量水深的方法。直接提高了水深的测量精度，以及流量的测量精度。500KHz工作频率的波束使得仪器的测量范围增加到80米之深。3、全自动的测量方式，有四种自动转换的功能工作模式的自动转换。仪器采用了一种 SmartPulseHD智能脉冲功能，基于实测动态的水深和流速，自动地选择 脉冲相干（PC）工作模式、或 宽带工作模式、或 窄带工作模式，这三种不同的工作模式都有其优点和弱点。M9/S5充分发挥了各种模式的优势，自动切换，使得仪器始终处于高分辨率的最佳性能比。? 测量单元的自动转换。可根据实测水深和流速，自动选择从0.02～4米的测量单元。保证在浅水时具有很高的分辨率；在深水时有更大的测量范围。? 二种不同频率换能器工作状态的转换。可根据实测的水深和流速，在浅水时采用高频的3MHz换能器测量流速，在深水时采用低频的1MHz换能器测量流速；仪器始终保持最佳的工作状态。? 采样频率的自动转换。可根据水深的变化，自动调整仪器每秒钟的采样频率，其最高采样频率达到 70Hz。在水深变化的情况下，尽可能地获取更多的采样数，以提高仪器的测量精度。以下图为例，在同一个测流断面上，用二种不同的仪器测量的成果。上图是采用老一代多普勒流速仪实测的成果；下图是M9 采用智能脉冲功能所表现的高分辨率，犹如HD“高清电视”的效果。测量精度大为提高。4、仪器内部的流量计算功能。内置微处理器直接计算流量数据，而不再依赖于外部的计算机和测量软件进行实测数据的处理和计算。M9在测量过程中，即使通讯中断，也不会影响到测量的过程，更不会因此而丢失数据。仪器测量运行时甚至可关闭计算机；而重新开机通讯后仍可获得全部数据。大大提高了测量的可靠性。16G内存可用于保存实测的流速、水深流量、GPS等大量数据5、可内置的GPS，满足了在走底河床情况下，仍然采用声学多 普勒 原理测量流量的可能性，而不必过虑因为采用外置GPS 所带来的不兼容等问题的困惑。SonTek 自行研制配套的DGPS（亚米级精度），和RTK GPS（0.03米精度），不同于市场上所选用的各种型号的GPS。DGPS不需要寻找地面上设置的基站，直接接收地球上空静止卫星的差分信号，以获得差分GPS 的精度。RTK GPS也不需要地面上已知点的支持，而自行在河岸的任何开阔处设立一个RTK基站。使得仪器的使用非常之灵活和简单。保证了在走底河床情况下的正确测流。6、多种通讯方式 － 有线与无线的选择。对于无线通讯，也可以根据需要，采用无线电台的通讯方式。有效的通讯距离达1500米。除了可使用计算机与主机之间的通讯之外，还可以采用平板电脑来控制主机测量的开始和结束，并在平板电脑屏幕上给出实测的各种数据、航迹和图表。使用非常方便。7、支持多国语言的操作、数据处理的计算机软件。可提供大量的实测数据，和经过计算、分析后的数据，同时提供多种方式，方便用户自行修正和处理数据。软件还可用于控制、下载、查看、分析数据等。