國產(chǎn)聲學多普勒流速剖面儀(ADCP)的核心功能是利用聲學多普勒效應，測量水體分層流速、流向，同步計算流量與水深，本質是一款“無接觸式、高精度水文剖面測量設備”。其核心作用圍繞“準確測流、高效作業(yè)、場景適配”展開，適配我國復雜多樣的水文環(huán)境需求。
 

　　全剖面準確測流。這是其核心的功能，設備可自動分層(多達128層)測量水流三維流速與流向，無需擾動流場，避免傳統(tǒng)測流方式對水流的干擾，測量精度可達±0.05m/s，同時通過內(nèi)部算法積分運算直接得出流量值，實現(xiàn)流速與流量的一體化測量。
 

　　高效便捷作業(yè)。相比人工涉水測流或單點測量，國產(chǎn)ADCP搭載走航式設計，裝船橫渡河流僅需3-10分鐘即可完成斷面測量，大幅提升作業(yè)效率；部分型號適配無人船平臺，實現(xiàn)遠程操控與全自動測量，降低惡劣環(huán)境下的人員安全風險。
 

　　復雜場景適配。針對我國寬淺河道、高含沙水域、生態(tài)小流量等特有水文條件，國產(chǎn)ADCP通過技術創(chuàng)新優(yōu)化，在淺水高精度測量、高含沙水體穿透能力、頂部盲區(qū)等方面形成優(yōu)勢，同時可與國內(nèi)水文業(yè)務系統(tǒng)無縫銜接，提供一站式解決方案。
 

　　國產(chǎn)聲學多普勒流速剖面儀的核心是通過聲波與水體散射體的相互作用獲取流速信息，結構簡潔且技術成熟，關鍵在于換能器設計與信號處理算法的自主優(yōu)化。
 

　　(一)核心結構組成
 

　　設備主要由換能器陣列、信號處理單元、數(shù)據(jù)存儲與傳輸模塊、定位與姿態(tài)模塊及供電系統(tǒng)構成。換能器陣列是核心部件，通常配備4個高頻換能器，采用微米級工藝制造，可發(fā)射與接收高頻聲脈沖，部分國產(chǎn)型號集成多頻協(xié)同技術，適配不同水深場景；信號處理單元搭載自主研發(fā)算法，能快速解析回波信號的多普勒頻移，轉化為流速數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)模塊支持本地存儲與無線傳輸，可實時導出標準報表，適配外業(yè)作業(yè)需求；定位與姿態(tài)模塊融合北斗準確定位技術，實現(xiàn)測流軌跡與流速數(shù)據(jù)的時空同步；供電系統(tǒng)采用低功耗設計，滿足野外長時間作業(yè)需求。
 

　　(二)工作原理
 

　　其工作核心是聲學多普勒效應：設備通過換能器向水體發(fā)射高頻聲脈沖，水體中的散射體(氣泡、懸浮泥沙、浮游生物等)會反射聲波形成回波。當散射體隨水流運動時，回波信號會產(chǎn)生頻移--散射體朝向換能器運動時頻移為正，背離時頻移為負，頻移大小與水流速度成正比。換能器接收回波后，信號處理單元通過自主算法分析頻移信息，結合換能器布局計算出水流的三維流速與流向；同時利用河底跟蹤功能測量水深與船舶對底速度，通過積分運算得出斷面流量。國產(chǎn)ADCP通過超寬帶擴頻調制、智能算法拼接等技術創(chuàng)新，進一步提升了信號穩(wěn)定性與測量精度，在復雜水文環(huán)境中也能獲取可靠數(shù)據(jù)。