HY/T 102-2007 声学多普勒流速剖面仪检测方法

犐犆犛０７．０６０

犖９２

中华人民共和国海洋行业标准

／—

犎犢犜１０２２００７

声学多普勒流速剖面仪

检测方法

ㅤㅤㅤㅤ

犜犲狊狋犿犲狋犺狅犱狅犳犪犮狅狌狊狋犻犮犇狅犾犲狉犮狌狉狉犲狀狋狉狅犳犻犾犲狉

狆狆狆

２００７１２１９发布２００８０１０１实施

国家海洋局发布

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犎犢犜１０２２００７

目次

前言Ⅲ

１范围１

２规范性引用文件１

３术语和定义１

４技术要求１

４．１外观１

４．２计量性能２

４．３环境适应性２

５检测项目２

６检测所用标准仪器设备３

６．１ＧＰＳ３

６．２同类型测流仪器３

７检测条件３

７．１试验区３

７．２试验船３

７．３仪器安装３

检测方法ㅤㅤㅤㅤ

８３

８．１外观检查３

８．２底跟踪速度检测３

８．３流速检测５

８．４流向检测７

８．５流速剖面最大深度检测８

８．６底跟踪最大深度检测８

８．７环境适应性试验８

９检测报告８

附录（资料性附录）计量性能检测数据记录表

ＡＡＤＣＰ１０

附录（资料性附录）相关系数显著性检验表

Ｂ１４

附录（资料性附录）检测报告格式

Ｃ１５

参考文献２５

Ⅰ

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声学多普勒流速剖面仪

检测方法

１范围

本标准规定了声学多普勒流速剖面仪（以下简称ＡＤＣＰ）的检测项目、检测所用标准仪器设备、检测

条件、检测方法和检测报告编写的要求。

本标准适用于ＡＤＣＰ的检测。

２规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有

的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究

是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

ＨＹ０１６．２海洋仪器基本环境试验方法低温试验

ＨＹ０１６．３海洋仪器基本环境试验方法低温贮存试验

ＨＹ０１６．４海洋仪器基本环境试验方法高温试验

ＨＹ０１６．５海洋仪器基本环境试验方法高温贮存试验

ＨＹ０１６．８海洋仪器基本环境试验方法交变湿热试验

ㅤㅤㅤㅤ

ＨＹ０１６．１１海洋仪器基本环境试验方法振动试验

ＨＹ０１６．１３海洋仪器基本环境试验方法连续冲击试验

ＨＹ０１６．１４海洋仪器基本环境试验方法倾斜和摇摆试验

ＨＹ０１６．１５海洋仪器基本环境试验方法水静压力试验

３术语和定义

下列术语和定义适用于本标准。

３．１

声学多普勒流速剖面仪犪犮狅狌狊狋犻犮犇狅犾犲狉犮狌狉狉犲狀狋狉狅犳犻犾犲狉

狆狆狆

利用声学多普勒原理，测量分层水中介质散射信号的频移信息，并利用矢量合成方法获取垂直剖面

水流速度的仪器。

３．２

底跟踪犫狅狋狋狅犿狋狉犪犮犽犻狀

犵

采用发射声波，然后接收被河底或海底反射的回波信号，并根据其测量流速剖面仪相对于河底或海

底运动的方法。

４技术要求

４．１外观

ＡＤＣＰ的外观要求如下：

ａ）北向标志（或艏向定位标志）应清晰无磨损；

ｂ）外壳和表层的漆层、镀层等应色泽均匀、光滑牢固；

）紧固件、接插件不应有松动现象。

ｃ

１

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４．２计量性能

４．２．１底跟踪速度／流速示值误差

频率时，示值误差：（测量值／）（长期平均）；

＜３００ｋＨｚ±×１％＋０．０１ｍｓ

频率时，示值误差：（测量值／）（长期平均）。

≥３００ｋＨｚ±×１％＋０．００５ｍｓ

注：长期平均是指层厚等于或大于通常设定值时，多次测量（次）的平均值。

１≥２００

注：频率均为标称频率。

２

４．２．２流向示值误差

流向误差：（长期平均）。

±５°

４．２．３流速剖面最大深度范围

流速剖面最大深度范围规定见表。

１

表１流速剖面最大深度范围

频率／

３８７５１５０３００６００１２００

ｋＨｚ

最大深度范围／

７００８００３３０４１０１６０２２５７０１２５３０５２１０２０

～～～～～～

ｍ

ＡＤＣＰ所处水深小于表中列出的范围时，流速剖面测量的有效范围为实际水深的８５％。表中未列出的频率可参

考本表或由产品确定。

４．２．４底跟踪最大深度范围

底跟踪最大深度范围规定见表。

２

表２底跟踪最大深度范围

ㅤㅤㅤㅤ

频率／

３８７５１５０３００６００１２００

ｋＨｚ

最大深度范围／

９５０１８００７００８５０３５０４５０１５０２２５６０９５２０３０

～～～～～～

ｍ

频率的在高含沙量的水体、底质浮泥较厚或移动的泥沙底质等情况下不宜进行底跟踪测量。

＞３００ｋＨｚＡＤＣＰ

表中未列出的频率可参考本表或由产品确定。

４．３环境适应性

４．３．１水上设备

ＡＤＣＰ水上设备工作环境条件如下：

）温度：。

ａ－２℃＋３５℃

～

ｂ）相对湿度：９０％。

≤

４．３．２水下设备

工作环境温度：。

－２℃＋３５℃

～

５检测项目

ＡＤＣＰ的检测项目如下：

ａ）外观；

ｂ）底跟踪速度；

）流速；

ｃ

ｄ）流向；

）流速剖面最大深度；

ｅ

２

／—

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）底跟踪最大深度；

ｆ

）环境适应性。

ｇ

６检测所用标准仪器设备

６．１犌犘犛

ＧＰＳ的速度测量范围应覆盖被检ＡＤＣＰ的流速测量范围，速度示值误差应不大于被检ＡＤＣＰ的速

度示值误差，方向示值误差应不大于被检ＡＤＣＰ的流向示值误差。ＧＰＳ应经检定（或校准），并在相应

有效周期内使用。

６．２同类型测流仪器

同类型测流仪器的速度测量范围应覆盖被检测ＡＤＣＰ的流速测量范围，速度示值误差应不大于被

检ＡＤＣＰ的速度示值误差，流向示值误差应不大于被检ＡＤＣＰ的流向示值误差。同类型测流仪器应经

检测，并在相应有效周期内使用。

７检测条件

７．１试验区

试验区应有稳定宽阔的分层流场，试验区内的水流速应无显著变化。海况应不大于级。

３

７．２试验船

试验船排水量应不少于，船速应在／／范围内可调，应配有罗盘导航控制系统。

１００ｔ０ｍｓ８．０ｍｓ

～

被检ＡＤＣＰ换能器的安装转盘应水平，刻度范围应为０°３６０°，最小插孔转角应为２．５°，刻度盘最

～

小分度应为０．５°。

７．３仪器安装

ㅤㅤㅤㅤ

被检ＡＤＣＰ的声学换能器应尽可能安装于试验船的中轴线上；换能器应尽可能远离试验船螺旋

桨，入水深度应使换能器发出的声波不受船体遮挡。

以作为检测标准仪器时，的接收天线应安装于试验船的最高处，并尽可能在被检

ＧＰＳＧＰＳＡＤＣＰ

的声学换能器的正上方。

以同类型测流仪器作为检测标准仪器时，其换能器安装位置应尽可能靠近被检ＡＤＣＰ的换能器，

并应互不干扰；两者应尽可能远离试验船螺旋桨，入水深度应使换能器发出的声波不受船体遮挡。

８检测方法

８．１外观检查

按４．１的要求，目测和手感检查ＡＤＣＰ的外观。

８．２底跟踪速度检测

８．２．１检测原理

将被检与安装在同一条试验船相近位置上，在满足要求的试验区内，当试验船以一定

ＡＤＣＰＧＰＳ

速度运动时，测得的速度与测得的底跟踪速度都是试验船相对于大地的运动速度，因此两

ＧＰＳＡＤＣＰ

个测量序列相关。选用满足６．１要求的ＧＰＳ作为检测标准仪器，可检测ＡＤＣＰ的底跟踪速度。

８．２．２检测程序

检测程序如下：

）确认检测条件，应满足第章中规定的要求，试验区底面应平坦，地貌倾角应不大于；

ａ７５°

）在被检底跟踪速度测量范围内选取个检测速度点；

ｂＡＤＣＰ１１

）被检瞬时数据光滑窗口的宽度应与标称的技术指标对应，被检应使用的

ｃＡＤＣＰＡＤＣＰＧＰＳ

时钟；

）试验船应处于水深大于的区域，选取）中个检测速度点作匀速直线运动；

ｄ３０ｍｂ１

３

／—

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）试验船航行时，同时连续记录的速度测量值和被检的底跟踪速度测量值，记录数

ｅＧＰＳＡＤＣＰ

据应不少于１２０组，填入记录表中，记录表格式参见表Ａ．１；

）按、进行数据处理；

ｆ８．２．３８．２．４

）选取另外检测速度点，重复）、）、），直至检测完所有速度点。

ｄｅｆ

ｇ

８．２．３数据处理

８．２．３．１对选定的速度点的ＧＰＳ测量数据集和被检ＡＤＣＰ的测量数据集分别剔除含有粗大误差样

本的测量组，步骤如下：

）设样本为，其中，，…，；

ａ狓犻＝１２狀

犻

）分别按公式（）、公式（）计算样本平均值－、样本标准差；

ｂ１２狓

σ

狀

－１

……………（）

狓＝狓１

∑犻

狀

犻＝１

狀

－２

（）

狓狓

－

∑犻

犻＝１……………（）

σ＝２

狀１

槡－

）剔除含有－的样本值的测量组，得新样本；

ｃ狓－狓３狓

｜犻｜＞σ犻

）重复）、）。

ｄｂｃ

８．２．３．２经８．２．３．１剔除后，有效数据总量应不少于１００组。否则，应暂停试验，分析和排除试验中的

各干扰因素后重新检测此速度点。

８．２．３．３计算的测量序列的平均值和被检ＡＤＣＰ的测量序列的平均值。

ＧＰＳ犞犞犞犞

犌犌犘Ｐ

犻犻

分别按公式（）、公式（）、公式（）计算相关系数和回归系数、回归系数。

８．２．３．４３４５狉犪犫

犔１２

……………（）

ㅤㅤㅤㅤ

狉＝３

犔犔

槡１１×２２

式中：

狀

２

（）；

犔犞犞

＝－

１１犌犌

∑犻

犻＝１

狀

（）（）；

犔犞犞犞犞

＝－－

１２犌犌犘犘

∑犻犻

犻＝１

狀

２

（）。

犔犞犞

＝－

２２犘犘

∑犻

犻＝１

／……………（）

犫犔犔４

＝

１２１１

犪犞犫犞……………（）

＝－５

犘犌

８．２．４检测结果

检测结果的判据如下：

ａ）判据一

选取显著性