【编者按】：由传感器专家网创建的微信社群——【传感器专家网社群】，汇聚了大批传感器业内人士，并每天就各种传感器话题进行热烈讨论，迸射出闪耀的知识火花。于是，我们把社群里极具价值的精彩对话整理成文，推出了专题栏目“社群智汇”。
【今日话题】是“声学传感与ADCP多普勒流速剖面仪应用”，声学多普勒流速剖面仪（ ADCP ）产品市场基本上一直都是欧美国家占主流，比我们早起步几十年，价格昂贵。近几年国内市场开始出现国产品牌，但与国外品牌差距较大，那么目前国产ADCP与国外的差距主要体现在哪些地方呢？
@传感器专家网-杨军：
昨天聊了水下声纳的话题，今天我们沿着此话题更进一步，来聊聊声学传感与ADCP多普勒流速测量应用，这是一个我们长期受制于人的领域，需要大家努力。欢迎有相关经验的群友分享自己的经验、看法和观点。每天进步一点点，大家一起努力，积跬步以至千里。
@孟***达：
每天进步一点点……
@卫***昌：
ADCP这个在各种水利水文行业应用蛮广泛的，确实受制于国外技术，应该是信号算法上还达不到。
@李***:
大家好！我是深圳宏电的李工，主要做声学多普勒流量计、雷达流量计、雷达水位计等相关产品，其中在声学多普勒测流领悟做了6年多时间。6年时间，说长不长、说短不短，但是感触却很深。
平心而论，咱们国内和国外在基本信号处理电路上的差距并不太大，最大的难点有以下几点：
第一点，高效率的声学换能器（前端感受元件）太匮乏甚至没有，导致国外的同频率产品、体积不足国内的二分之一，回波强度比国内的二倍还要多。
第二点，基础数据后的数据分析应用匮乏。拿到基础数据后，缺乏合适的数据分析模型（行业处于朝阳，一般买不起专用模型，也很少有卖的），在数据运维服务方面还比较初级。
说的不对的地方，欢迎大家指正。
@传感器专家网-杨军：
好分享。
@李***:
关键是，频率达到或超过1MHz的声学换能器，国外还不买给咱们，有钱也买不到。
@陈***标：
你说的是真的。
大家可能知道，美国的ADCP出口给中国，好多年前已经敏感中国军方使用，禁止军方背景的单位购买。
@李***:
是的，我这几年是深有感触。
@传感器专家网-杨军：
这类涉及到水下测绘的产品，首先让人联想到的就是海军使用，肯定会受限的。
所以说我们长期被卡脖子。
@陈***标：
中国有一段心痛经历。
20多年前，中国科学院声学所，答应给海军设计制造30套水下声学测量与通讯设备，用自己与上海硅酸盐所共同开发的声学传感器作为核心部件。结果为此声学所非常投入，在海南三亚建立了基地，长期摸索研究。30年过去了，没有成功，海军非常失望。提醒现在从事这个方向的专家们，一定要倍加研究，把产品搞出来。
@天***6:
做研发太耗资金，一般企业做不起。
@粟***方：
不错。
重点是国内还是缺少基础研发，高校有，能实现实验室级别的产品，难以产业化。我们有国外客户打样就几千个样品，这些投入的时间和资源很多。
@传感器专家网-杨军：
长期以来，对海洋、河道水文的测量一直是一个艰巨的任务，传统的方法是在河流断面布设多条测速垂线，在每条测速垂线处测量水深并测量多点的流速，经计算得到垂线平均流速。由于每条垂线一般只能测出1～5个不同深度点上的流速，所以能够测量的剖面深度有限。另外，这是一种静态的测量方法，而且能够布设的垂线条数有限，对测量作业要求高，还会干扰流场，通常要求测流断面垂直于河岸，流速仪需要平稳且避开风浪，能够测量的剖面深度范围和流速范围都有限，限制了应用适用能力。
利用声学传感的多普勒效应，可以制成声学多普勒流速剖面仪，即 ADCP （Acoustic Doppler Current Profiler）来对流速、流量进行测量，可以突破传统机械转动为基础的传感流速仪的局限性，大大提升我们对河流水文的测量能力。
声学多普勒流速剖面仪（ ADCP ）通常安装在测量船上，由声学传感探头发射固定频率的声波，通过“聆听”水体中颗粒物如泥沙等散射回来的声波，计算发射声波频率与回波频率的差异，即声学多普勒频移，来确定水体的流量和流速。这是一种动态的测量，对作业复杂性要求大大降低，无需平稳作业，可以借助电子罗盘和倾角传感器提供的姿态数据，将流速分量转换为地球坐标下的流速分量，即使在有风浪的条件下，也能确保正常作业测量。
@陈***标：
断面可以垂直于河岸，也可以平行于河岸。长江口很宽，已经用大功率ADCP从岸的一面向对岸发射信号，测到整体河水流出长江口的河水流速。可以到“口资局”了解。
多年这么做了。
@胡***y:
能测管道内气体的流速吗？
@传感器专家网-杨军：
ADCP多普勒流速剖面仪测量的是运动介质如水中的泥沙、气泡等反射的回波与发射波间的频率变化来计算水的流速。气体流速测量，通常是用特定时间内流过的气体体积和管道横截面的面积来计算的，场景不一样。
声学多普勒流速剖面仪（ ADCP ）在测量船运动过程中进行检测，可以测非常多的“垂线”，每条垂线上可以根据测量需求设置多达上百个不同深度点的测量单元，以测得相应深度点的水流数据，从而实现比传统方法更深的剖面深度范围、以及更加精准的流速和流量测量结果，从而适应更多的测量场合。
@W***r:
杨教授您好，请问水平式的ADCP应用怎么样呢？
国产ADCP目前与国外的差距提现在哪些地方？
@传感器专家网-杨军：
智慧水务、环保+张谱，我们与欧美差距主要还是在算法。
@传感器专家网-杨军：
声学多普勒流速剖面仪（ ADCP ）由于没有实质上的垂线放置作业和平稳操作要求，且利用声波作为传感器，可以实现快速便捷测量，而且还可以测悬浮物浓度剖面，计算水流输送砂石效率，以及测量河床卵石间的过隙流量，得到精确的结果，这些都是ADCP技术出现后才能够实现的，所以说ADCP的出现，是河流水文测量技术的一次革命性进步。
声学多普勒流速剖面仪（ ADCP ）产品市场基本上一直都是欧美国家占主流，比我们早起步几十年，价格昂贵。近几年国内市场开始出现国产品牌，一批测绘公司如中海达等开始发力，希望不久后我们国产ADCP能够占据一定市场份额，真正做到不受制于人。
@超***7:
杨总说的是实情，现在国内的ADCP还是达到了进口的入门级水平。
至于跟国外中高端水平来比，可能还需要5年左右的沉淀，特别是adcp的理论和水流量测量模型上。
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