聲學多普勒流速剖面儀(adcp)是一種融合水聲物理、水聲換能器設計、電子技術和信號處理等多學科而研制的測速聲納設備,作為水聲技術的一個應用,多普勒流速測量為這些相關學科提供了一個綜合應用平臺。
adcp是利用聲學多普勒效應進行測流的,從設備的換能器發(fā)生一定頻率的脈沖,當該脈沖碰到水中的發(fā)射物體(如懸浮物質(zhì))后產(chǎn)生回波信號,該回波信號被聲學多普勒流速儀接收。懸浮物質(zhì)會隨水流而漂移,從而產(chǎn)生多普勒效應(即回波信號額頻率與發(fā)射信號的頻率之間產(chǎn)生一個頻差),通過測量得到的多普勒頻移可得到相應點的流速。
adcp在國防建設、海洋環(huán)境保護與科研以及國民經(jīng)濟等方面有著廣闊的應用。
1、在國防建設方面
無論海上作戰(zhàn)、潛艇活動、反潛警戒,還是造艦、海洋軍工等均需海流數(shù)據(jù)資料。
2、在海洋環(huán)境保護與科研方面
從先前的探險到近代科考,人們不但逐漸認識了海洋,并正在向開發(fā)和利用海洋進軍。從近代海洋學的觀點看,海洋水文觀測是綜合性海洋調(diào)查中的最基本的組成部分,即探索海洋各水文現(xiàn)象的特性,研究其變化規(guī)律,闡明產(chǎn)生這些現(xiàn)象及引起它們變化的原因,為航海安全保證、海洋資源開發(fā)、海洋工程建設、海洋環(huán)境保護和科學研究提供資料。
在陸架淺海及近岸河口海灣研究中,采用“方差法”將adcp測得的原始流速數(shù)據(jù)可以計算雷諾應力和垂直渦黏性系數(shù)等湍流參數(shù)。國外的如波梅克斯試驗、熱帶大西洋試驗,氣團變性試驗,季風試驗等均屬于此類的試驗研究。
3、在國民經(jīng)濟方面
主要包括航海交通、漁業(yè)生產(chǎn)、海洋開發(fā)和利用、環(huán)境保護等方面的應用。在中國的河流、湖泊、海洋等水文測驗中,adcp均得到應用。adcp除測流功能外,還可測得海洋表面波浪參數(shù)以及海水介質(zhì)中懸浮物濃度,特別是船載式adcp可測量船相對于海底的運動速度。