全新升級(jí) | 偶信科技75K相控型ADCP,深水測(cè)流能力更進(jìn)一步
偶信科技75K
相控型ADCP系列升級(jí)
當(dāng)深遠(yuǎn)測(cè)流
進(jìn)入“相控時(shí)代”
在深水、大斷面、遠(yuǎn)距離測(cè)流場(chǎng)景里,一臺(tái)ADCP真正的價(jià)值,從來(lái)不只是“能測(cè)”,而是能否在更復(fù)雜的環(huán)境下,持續(xù)、穩(wěn)定、準(zhǔn)確地測(cè)。
今天,偶信科技75K相控型ADCP迎來(lái)全新升級(jí),此次升級(jí)亮相的,正是其直讀式(ADCP-75-DR-PA4)與自容式(ADCP-75-SC-PA4)的兩款產(chǎn)品。
從外觀上看,升級(jí)后的產(chǎn)品延續(xù)了高階海洋裝備應(yīng)有的冷靜與力量感:全新的整體造型,更完整,也更具識(shí)別度;大尺寸圓形輻射端與主體結(jié)構(gòu)的一體化更強(qiáng);而鈦合金材質(zhì)依舊保留,繼續(xù)傳遞出深水裝備應(yīng)有的穩(wěn)定、堅(jiān)固與可靠。
這不是一次簡(jiǎn)單的外觀更新,而是一次面向深遠(yuǎn)測(cè)流能力的系統(tǒng)升級(jí)。
為什么75kHz很重要
在ADCP產(chǎn)品體系中,頻率越低,通常意味著更遠(yuǎn)的作用距離、更強(qiáng)的深水剖面能力。而75kHz,正是面向深水、大尺度水體觀測(cè)的重要頻段之一。
它適合的,從來(lái)不是“普通測(cè)流”場(chǎng)景,而是那些真正考驗(yàn)設(shè)備能力的任務(wù):
深水海域流場(chǎng)剖面觀測(cè)
大型湖庫(kù)、水庫(kù)、深槽斷面流速監(jiān)測(cè)
海洋環(huán)境調(diào)查與長(zhǎng)期布放
深遠(yuǎn)海工程保障
大尺度水動(dòng)力過(guò)程研究
對(duì)于這類(lèi)任務(wù)來(lái)說(shuō),用戶最在意的并不是單一參數(shù),而是三個(gè)更本質(zhì)的問(wèn)題:
測(cè)得遠(yuǎn)不遠(yuǎn),波束穩(wěn)不穩(wěn),數(shù)據(jù)準(zhǔn)不準(zhǔn)。
相控型ADCP,到底好在哪里?
傳統(tǒng)ADCP大家并不陌生。它本質(zhì)上是利用聲學(xué)多普勒效應(yīng),通過(guò)發(fā)射固定頻率的聲波,接收水體中懸浮顆粒、氣泡、浮游生物等散射體的回波,再根據(jù)回波頻移反推出水體流速。不同水層的回波返回時(shí)間不同,于是儀器就能得到一個(gè)沿深度展開(kāi)的流速剖面。
但相控型ADCP與傳統(tǒng)機(jī)械斜波束ADCP相比,真正的區(qū)別在于:它不是靠機(jī)械固定角度“做出”波束,而是靠陣列控制“形成”波束。

相關(guān)研究表明,相控陣ADCP基于平面陣或圓面陣結(jié)構(gòu),通過(guò)相位控制實(shí)現(xiàn)波束形成,可以在空間生成關(guān)于陣列軸線對(duì)稱的多波束結(jié)構(gòu);相比常規(guī)機(jī)械式四波束方案,其波束對(duì)稱性和一致性更好,更適合高質(zhì)量流速測(cè)量。
說(shuō)得更直白一點(diǎn):
傳統(tǒng)方案,更像是“把幾個(gè)換能器固定好方向再發(fā)射”;相控方案,則更像是“讓整個(gè)陣列主動(dòng)把聲束推向想去的方向”。
兩者的差別,不只是結(jié)構(gòu)變化,而是波束控制能力的變化。
不只是“更高級(jí)”而是“更可控”
相控陣ADCP的一項(xiàng)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì),是在波束形成、測(cè)流距離和測(cè)量精度之間找到更優(yōu)平衡。研究指出,相控陣ADCP相較常規(guī)活塞式換能器ADCP,可實(shí)現(xiàn)更小體積、更低工作頻率,并有望減少?gòu)?fù)雜聲速補(bǔ)償帶來(lái)的負(fù)擔(dān),從而提升測(cè)流距離和測(cè)量精度。
這種優(yōu)勢(shì),落到工程上,主要體現(xiàn)在四個(gè)層面。
波束一致性更好
對(duì)于ADCP來(lái)說(shuō),四個(gè)波束是否真正對(duì)稱、各波束性能是否一致,會(huì)直接影響速度解算質(zhì)量。研究指出,相控式圓面陣形成的四個(gè)波束在對(duì)稱性和一致性方面表現(xiàn)更好,這對(duì)于流速測(cè)量非常關(guān)鍵。
更適合深遠(yuǎn)距離測(cè)流
相控陣技術(shù)本身就是為“定向能量控制”服務(wù)的。對(duì)于75K這類(lèi)低頻產(chǎn)品來(lái)說(shuō),深水條件下更需要穩(wěn)定的波束指向與足夠的發(fā)射接收能力。相控陣方案在這類(lèi)場(chǎng)景中更能體現(xiàn)優(yōu)勢(shì)。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更利于工程化
相關(guān)換能器基陣研究中提到,公共蓋板結(jié)構(gòu)、縱向振動(dòng)振子形式等設(shè)計(jì),有助于實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、可靠性高、耐靜水壓能力強(qiáng)的系統(tǒng)方案。
為后端算法留出更大空間
相控型ADCP的價(jià)值,不只在聲學(xué)前端,還在于它能為后續(xù)測(cè)速算法、頻偏估計(jì)、波束處理提供更穩(wěn)定的信號(hào)基礎(chǔ)。有研究把系統(tǒng)拆分為三大關(guān)鍵部分:平面陣換能器、測(cè)速算法與收發(fā)硬件系統(tǒng),這說(shuō)明相控型ADCP本質(zhì)上是一套系統(tǒng)工程,而不是單一器件升級(jí)。
相控型ADCP背后的原理
如果用一句通俗的話來(lái)解釋它的工作邏輯,那就是:先把聲束“打準(zhǔn)”,再把頻移“算準(zhǔn)”,最后把剖面“還原準(zhǔn)”。
相控陣的本質(zhì),是通過(guò)多個(gè)陣元之間的相位控制,讓陣列形成期望方向的主瓣。相關(guān)研究中對(duì)相控陣波束形成進(jìn)行了理論推導(dǎo),說(shuō)明通過(guò)陣元間的時(shí)延或相移控制,可以得到指定偏轉(zhuǎn)角度的波束指向性。
當(dāng)聲波遇到隨水流運(yùn)動(dòng)的散射體后,回波頻率會(huì)相對(duì)于發(fā)射頻率發(fā)生偏移。這個(gè)頻偏,正是流速計(jì)算的基礎(chǔ)。多普勒測(cè)速法在幾種目標(biāo)速度檢測(cè)方法中,被認(rèn)為是更適合水層流速檢測(cè)的方法之一。
測(cè)速不只是“聽(tīng)到變化”,更關(guān)鍵是“把變化算準(zhǔn)”。有研究重點(diǎn)討論了DFT算法、脈沖對(duì)算法以及聯(lián)合估計(jì)算法:DFT可實(shí)現(xiàn)多普勒頻偏的粗測(cè),但存在頻譜泄漏問(wèn)題;脈沖對(duì)算法精度較高,但會(huì)出現(xiàn)測(cè)頻模糊;因此,提出將DFT與脈沖對(duì)算法結(jié)合,通過(guò)聯(lián)合估計(jì)提升測(cè)速精度與實(shí)用性。
這也說(shuō)明,今天一臺(tái)高性能ADCP的競(jìng)爭(zhēng),已經(jīng)不是單純的“硬件競(jìng)爭(zhēng)”,而是波束、信號(hào)、算法、結(jié)構(gòu)一體化能力的競(jìng)爭(zhēng)。
不只是“新升級(jí)”,更是“新表達(dá)”
對(duì)于海洋聲學(xué)裝備來(lái)說(shuō),真正有價(jià)值的產(chǎn)品升級(jí),從來(lái)不是簡(jiǎn)單疊加幾個(gè)賣(mài)點(diǎn),而是把技術(shù)能力、工程經(jīng)驗(yàn)與產(chǎn)品理解,進(jìn)一步沉淀為更成熟、更完整的設(shè)備方案。
ADCP-75-DR-PA4(直讀式)
此次,偶信科技75K相控型ADCP全新升級(jí)(直讀式與自容式),不只是采用了更統(tǒng)一、更具辨識(shí)度的外觀設(shè)計(jì),而是體現(xiàn)出的產(chǎn)品思路,已經(jīng)明顯朝著更高階、更系統(tǒng)化、更專業(yè)化的方向邁進(jìn)。
外觀更統(tǒng)一:整體造型更符合高階海洋裝備的工業(yè)表達(dá)
材質(zhì)更硬核:鈦合金路線延續(xù)了偶信科技一貫的可靠性思路
方向更明確:瞄準(zhǔn)的是深水、大斷面、遠(yuǎn)距離、高精度測(cè)流需求
技術(shù)更有底層支撐:相控陣、波束形成、多普勒測(cè)速算法、陣列結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),都有扎實(shí)的理論研究背景支撐
ADCP-75-SC-PA4(自容式)
當(dāng)測(cè)流走向更深的海域、更遠(yuǎn)的距離、更復(fù)雜的環(huán)境,真正決定結(jié)果的,不是設(shè)備有沒(méi)有“參數(shù)”,而是它能不能把每一束聲波,都用在最該用的地方。
參考文獻(xiàn)
[1]蘇妍.相控式多普勒流速儀換能器基陣設(shè)計(jì)[C]
[2]張?chǎng)?相控陣多普勒測(cè)流系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D].南京航空航天大學(xué),2017.
[3]徐姝.相控多普勒測(cè)速算法研究[D].哈爾濱工程大學(xué),2019.
相關(guān)產(chǎn)品
免責(zé)聲明
- 凡本網(wǎng)注明“來(lái)源:化工儀器網(wǎng)”的所有作品,均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品,未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的,應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用,并注明“來(lái)源:化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者,本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
- 本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來(lái)源(非化工儀器網(wǎng))的作品,目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé),不承擔(dān)此類(lèi)作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí),必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來(lái)源,并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
- 如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問(wèn)題,請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系,否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
手機(jī)版
化工儀器網(wǎng)手機(jī)版
化工儀器網(wǎng)小程序
官方微信
公眾號(hào):chem17
掃碼關(guān)注視頻號(hào)






















采購(gòu)中心