《固定式聲學多普勒流速剖面儀（ADCP）》編制說明

《固定式聲學多普勒流速剖面儀(ADCP)》

編制說明

一、工作簡況，包括制定背景、主要工作過程、主要起

草人及其所做的工作等

1.1制定背景

聲學多普勒流速剖面儀(AcousticDopplerCurrentProfiler，

縮寫:ADCP)是二十世紀80年代初發(fā)展起來的一種新型測流設備，

一出現(xiàn)就得到了海洋學界的高度重視，它的應用揭示了海流的時空分

布特征，能描述流體質點運動狀態(tài)，被國際海委會定為4種先進的

海洋觀測儀器之一，在國防建設、國民經濟、海洋環(huán)境保護、科學研

究、河流湖泊水文監(jiān)測等方面發(fā)揮了重要作用。ADCP利用多普勒效

應原理進行流速測量，具備省時.高分辨率、高精度、信息海量完整、

低能耗的特點，尤其適合流態(tài)復雜條件下的測驗，因其原理的優(yōu)越性，

突破傳統(tǒng)機械轉動為基礎的傳感流速儀，用聲波換能器作傳感器，換

能器發(fā)射聲脈沖波，聲脈沖波通過水體中不均勻分布的泥沙顆粒、浮

游生物等反散射體反散射，由換能器接收信號，經測定多普勒頻移而

測算出流速。與傳統(tǒng)的測流儀相比，ADCP具有能直接測出斷面的流

速部面、具有不擾動流場、測驗歷時短、測速范圍大等特點，減輕了

傳統(tǒng)工作的勞動強度，目前被廣泛用于海洋、河口的流場結構調查、

流速和流量測驗等，可實時監(jiān)測海洋流場對海洋科學研究海洋經濟建

設和國防建設具有重要意義。

二十世紀80年代起，已有數(shù)千臺ADCP在世界各大海洋中投入

使用，改變了人類對洋流的認識，對洋流的研究和觀測有巨大貢獻，

同時我國也開始了ADCP的開發(fā)研制工作。ADCP生產標準的合理化、

規(guī)范化程度決定了ADCP能否安全、可靠、高效完成水下觀測任務。

ADCP的國產化及推廣應用與產品的標準化生產密不可分，國家海洋

技術中心在2009年制定了ADCP的國家標準，此標準為ADCP的樣

機研發(fā)和生產打下堅實基礎，但是，ADCP的標準從發(fā)布到現(xiàn)在已過

去了十幾年，標準中引用的部分標準已經廢止，而且現(xiàn)在國內ADCP

已經可以批量生產，標準中部分內容已不適應實際生產需要，急需對

本標準的內容根據目前的實際情況做適當?shù)男薷?，解決生產企業(yè)在標

準執(zhí)行過程中所產生的問題，規(guī)范ADCP的生產、測試，有效保障

ADCP的產品質量。確保修訂后的標準能夠符合企業(yè)的實際情況，保

障標準的有效執(zhí)行，使修訂后的標準在保障產品質量的同時，能夠滿

足廠家大規(guī)模生產的需求。

1.2主要工作過程

2022年12月1日—2023年1月27日：項目組成立，編制標準

草案+項目建議書，經過項目組內部評估；內審通過后向中國灌區(qū)協(xié)

會團體標準編制項目立項申請書；

2023年4月27日：《固定式聲學多普勒流速剖面儀》團體標準

的立項；

2023年4月27日—2023年6月27日：編制項目進行初稿編制，

編制完成后進行內部審議，修改完成上報征求意見稿和編制說明，由

協(xié)會在全國范圍內征求意見;

2023年8月27日—2023年9月27日：編制組匯總標準修改意

見，據此對征求意見稿進行修改完善；編制組形成送審稿，進行專家

評審會;

2023年9月27日——2023年10月18日：按照專家意見修改團

體標準，補充完善申報材料，組織標準審查會，形成報批稿;

2023年10月27日，送審中國灌區(qū)協(xié)會。

自2022年12月開始，工作小組首先查閱了國內外聲學多普勒流

速剖面儀相關的資料，對查閱到的資料和數(shù)據進行了分類和歸納整理，

為標準的建立墊定了基礎。同時，起草小組對生產廠家和用戶進行了

走訪，了解了生產企業(yè)的生產情況和用戶的基本需求，并獲取了生產

企業(yè)的備案企業(yè)標準。對聲學多普勒流速剖面儀標準的框架設計及主

體內容等方面開展了廣泛的研究與分析討論，并確定了標準起草的主

筆人及標準起草的工作進度等。2023年1月，標準起草小組對本標

準的的適用范圍、要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、結果描述等內容進行

了初步探討，確定了標準的基本內容，形成標準草案。在編制過程中，

標準起草小組對標準中引用的標準進行了查新，對標準中使用的試驗

方法進行了規(guī)范。接到標準制定任務后，標準起草小組將標準草稿發(fā)

給起草單位的研究所、質量保證部、制造部相關技術人員，征求其意

見，并根據其反饋意見進行了修改，形成標準征求意見稿。

1.3主要起草人及其所做的工作

朱繼東：負責總體電子設計功能，信號處理及濾波及外觀設計

余輝：負責信號數(shù)據的精細化處理，字相關算法、寬帶處理技術

葉永清：負責終端數(shù)據統(tǒng)計分析，異常信號值與正常信號值針對

分析處理

晉成龍：負責軟件開發(fā)功能實現(xiàn)，ADCP上位機軟件的開發(fā)優(yōu)化

用戶使用界面窗口及語言

高源：負責軟件開發(fā)功能實現(xiàn)，ADCP邏輯數(shù)學軟件開發(fā)增強原

始信號數(shù)學計算能力

吳家權：負責數(shù)字信號傳輸?shù)墓δ軐崿F(xiàn)，開發(fā)及優(yōu)化數(shù)據及模擬

信號的處理，穩(wěn)定實現(xiàn)

二、標準編制原則

嚴要求與適宜性、可操作性相結合的原則。嚴要求即標準的編

制應嚴格遵循GB/T1.1-2020《標準化工作導則第1部分：標準化文

件的結構和起草規(guī)則》及相關法規(guī)的要求進行;適宜性既要充分考慮

行業(yè)內各單位都能依照本標準有所指引，體現(xiàn)標準應用于生產標準化

管理,方便各單位在實際生產中能根據本標準來指導日常工作的開展,

從而提高標準的可操作性。

三、標準主要條文或技術內容的依據；專利情況說明；

修訂標準應說明新舊標準水平的對比情況

3.1主要內容

本標準共包括8章，分別為1范圍，2規(guī)范性引用文件，3術語

和定義，4技術要求，5試驗方法，6檢驗規(guī)則，7標志，8包裝、運

輸、儲存。

范圍--規(guī)定了本標準適用范圍；

規(guī)范性引用文件--列出了本標準參照的國家標準和行業(yè)標準；

術語和定義--對本標準涉及的專業(yè)術語進行了定義和說明；

技術要求--對本標準涉及的產品進行了技術要求，包括性能指標、

試驗方法、檢驗規(guī)則等；

試驗方法--對本標準涉及的產品規(guī)定了標準的實驗方法，包括試

驗條件、測試步驟、結果評價等；

檢驗規(guī)則--對本標準涉及的產品規(guī)定了檢驗規(guī)則，包括檢驗標準、

抽樣方法、判定規(guī)則等；

標志--對本標準涉及的產品在標志、銘牌等使用時，應標注的信

息進行了規(guī)定；

包裝、運輸、儲存--規(guī)定了對本標準涉及的產品在標識、包裝、

運輸和存儲方面的要求。

3.2來源依據

《電工電子產品環(huán)境試驗》（GB／T2423）、《逐批檢查計數(shù)抽

樣程序及抽樣表》（GB／T2828）、《船舶電氣與電子設備的電磁兼

容》（GB／T10250--2007）、《水文儀器通則》（GB／T18522）、

《水文儀器安全要求》（GB18523--2001）、《溫鹽深測量儀》（JJG

763--2002）、《河流流量測驗規(guī)范》（GB50179--2015）、《灌溉

渠道系統(tǒng)量水規(guī)范》（GB/T21303-2017）等。

3.3專利情況說明

（1）目前尚未使用標準涉及專利。

（2）在征求意見稿及下一階段的送審稿封面上，寫上專利通知

性的文字：“請將您發(fā)現(xiàn)的有關專利信息及支持性文件隨意見一并反

饋”。

（3）在標準的前言中對專利的處置進行了聲明：“請注意本標

準的某些內容可能涉及專利，本標準的發(fā)布機構不承擔識別這些專

利的責任?！?/p>

四、主要試驗、驗證及試行結果

3.1聲學多普勒流速剖面儀(ADCP)工作原理概述

ADCP向水中發(fā)射聲信號后，接收聲信號經水體中散射體(如浮

游生物、懸浮物等)散射后產生的回波信號，并對信號進行處理得到

回波產生多普勒頻移。根據多普勒原理，當ADCP和散射體之間存在

相對運動，發(fā)射聲波與散射回波頻率之間就會產生多普勒頻移，利用

多普勒頻移即可解算出ADCP與水體之間的相對速度。

目前，國際上ADCP主要采用的是寬帶測速技術，采用由多個相

同偽隨機子序列組成的復雜編碼發(fā)射信號，利用復協(xié)方差法估計回波

信號的多普勒頻移。

ADCP的每個換能器軸線組成一個波束坐標，每個換能器測的流

速是沿其波束坐標方向的流速，ADCP先測出沿每一波束坐標的流速

分量;再把波束坐標系的流速轉換為局部坐標系的三維流速;最后用

羅盤和傾斜計提供的方向和傾斜角把局部坐標系的流速轉換為地球

坐標系的流速。大多數(shù)ADCP換能器陣采用四波束JANUS配置，目

的是最大限度地減少載體運動給ADCP測量帶來的不利影響，提高

ADCP的測速精度。長期、定點、連續(xù)的水流剖面，使人們對水流有

了一個立體的、全面的、隨時間變化規(guī)律性的認識。

3.2主要實驗

流速剖面儀同步比測步驟

1、兩臺流速剖面儀按安裝要求分別安裝于基座或錨系；

2、兩臺流速剖面儀選擇非底跟蹤方式，選取相同時間、相同間

隔、滿足標準要求的相同層厚和層數(shù)，并設定啟動測量時間；

3、到達滿足試驗水深的水域后，投放兩臺流速剖面儀進行測量；

4、測量時間大于3h后，打撈回收兩臺流速剖面儀，自容式回

放數(shù)據到計算機；

5、選取同步比測的數(shù)據按相同時間、相同深度進行統(tǒng)計平均，

然后進行比對，最大測量誤差應滿足標準中規(guī)定的要求。層厚和層數(shù)

應滿足標準的要求。流速剖面最大測量深度應滿足標準的要求。

驗證結論:

按照標準中規(guī)定的方法對ADCP樣機(編號為001)進行產品質

量檢驗，結合試驗大綱規(guī)定的檢驗項目內容完成了相關指標的檢驗及

論證工作。

在性能檢驗過程中，整機運行狀態(tài)良好，標定試驗順利完成了該

套受試設備高低頻測量通道的安裝偏角和k系數(shù)標校封裝，在對地

測速精度考核試驗中，三個受檢測速點的測速精度考核均滿足指標要

求。同時，在對水測速性能檢驗試驗及測深檢驗試驗當中，樣機相關

研制指標均達到了研制技術要求，達到了試驗預期目的，驗證了該標

準中的試驗方法等內容合理、可行。

我單位按照標準中規(guī)定的方法對聲學多普勒流速剖面儀產品質

量檢驗，驗證了該標準中的流速、流向的模擬器檢測法內容合理、可

行。

五、與有關的現(xiàn)行法律、法規(guī)和強制性標準的關系

本標準的編制，參考《海洋儀器設備研制質量管理規(guī)范》、《海

洋儀器產品質量監(jiān)督管理條例實施細則》的要求，符合國家有關政策、

法令和法規(guī)，與相關的國家標準和國家軍用標準協(xié)調一致。

六、重大分歧意見的處理經過和依據

本標準編制過程中無重大分歧。

七、標準作為強制性或推薦性國家(或行業(yè))標準的建議

由于固定式聲學多普勒流速剖面儀是高新技術產品，建議列為推

薦性團體標準。本標準適用于固定式聲學多普勒流速剖面儀設計、生

產和使用。

八、貫徹該標準的要求和措施建議(包括組織措施、技

術措施過渡辦法等內容)