HADCP在线流量监测软件.doc

H-ADCP在线流量监测软件: 流量通-H 王发君 （大连海事大学，辽宁 大连 116026） 摘要：流量通-H (中文Q-Monitor-H)是针对H-ADCP开发的流量监测软件。它具有参数设定、在线流量监测、在线仪器状态监测和数据回放及处理等功能。流量计算可选用指标流速法和数值法。对于指标流速法，流量通-H可以采用5种形式的回归方程计算流量。数值法则无须率定。流量通-H用户界面友好，使用方便，已在实际中应用。 关键词：H-ADCP，在线流量监测，软件 引言 流量通-H(中文Q-Monitor-H)是针对美国RD仪器公司H-ADCP开发的流量监测软件。它可对H-ADCP进行参数设定、在线流量监测和数据回放及处理。 流量通-H由三个功能模块组成：数据实时采集/显示、数据回放/处理和监视终端 （见图1）。 图1 流量通-H主菜单界面 数据实时采集/显示 数据实时采集/显示模块的主要功能是参数设定、实测数据和计算结果的显示和保存。用户在这一模块中可设定通讯参数（串口、波特率等）、用户参数（单元数、单元尺寸等）和流量计算参数（计算方法、断面形状等）。用户可指定一文件来保存H-ADCP实测的原始数据，当这一文件大于某一大小（如3M或5M，可由用户设定）时，流量通-H自动建立另一文件继续保存原始数据，以保证所有原始数据文件不会大于用户设定的大小。同时，流量通-H针对特定原始数据文件生成用户工作文件（*.wsp）） 图3 串口参数设定对话窗 H-ADCP的用户参数在用户参数设定对话窗中设定（见图4）） 一元二次 幂函数 复合线性 VI ≤ Vc VI ≥ Vc 二元线性 注：表中b1、b2、b3、b4为回归系数。 对于数值法，要求H-ADCP安装在河岸边，其高程zadcp（以H-ADCP垂向换能器的顶表面为准。z =0为当地高程基准点）需要精确确定。H-ADCP轴线应尽可能与水流主流方向垂直。即H-ADCP仪器坐标x 方向与 水流主流方向基本平行，y方向与过水断面基本平行（见图6）， 保证H-ADCP的纵倾和横倾尽可能接近零（纵倾和横倾值在主界面显示）。H-ADCP剖面范围应覆盖整个过水断面，对于河床慥率比较均匀和流态比较稳定的河道，该条件可适当放宽。 设为垂直于河道过水断面的流速分量，则流量可由下式计算： （1） 假定符合如下幂函数分布，即： （2） 式中：为河底高程，为流速分布系数，为经验常数。与河床慥率、河流流态有关，一般取1/6。 可由H-ADCP测得的单元流速求得： （3） 式中，为H-ADCP测得的点的单元流速。 在实际计算中，首先将河道过水断面划分成许多方形单元。单元的宽度一般为最大水深的1/10。然后应用式（2）算出各个矩形单元的流速。最后采用高斯数值积分计算流量。 图6 流量通-H流量数值算法示意图 声束姿态及流速分布显示 H-ADCP声束姿态可在测流断面窗中显示（见图7）。数值算法横断面流速分布在断面流速等值线窗中显示（见图8）。 图7 横断面显示窗 图8 断面流速等值线分布显示窗 数据回放/处理 数据回放/处理模块的主要功能是回放H-ADCP采集的原始数据。用户可重新设置流量计算参数或使用用户工作文件（*.wsp）） 监视终端可用于同H-ADCP直接对话，也可用于监测仪器的工作状态（见图10）。 图10监视终端 结语 流量通-H是专门针对H-ADCP开发的流量监测软件。流量通-H可以采用两种方法计算流量：指标流速法和数值法。对于指标流速法，流量通-H可以采用5种形式的回归方程计算流量。数值法则无须率定。实际应用表明，该软件工作稳定、可靠，用户界面友好，使用方便。 单元j H adcp Z 水面 河底 河堤 河堤 0 0 H-ADCP H-ADCP 单元 1 Y Z Y X 主流向 声束