發(fā)布時(shí)間：2018-03-02 02:12

  本文關(guān)鍵詞： 聲學(xué)多普勒 自相關(guān) ADCP Zoom FFT　出處：《華北電力大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：流速是海洋環(huán)境中一個(gè)重要的參數(shù),方便、快速、準(zhǔn)確地測量流速參數(shù),對于了解海洋環(huán)境變化,治理海洋環(huán)境,利用海洋資源,都有著非常重要的意義。聲學(xué)多普勒流速剖面儀(Acoustic Doppler Current Profiler,以下簡稱為ADCP)是根據(jù)聲學(xué)多普勒原理,測出多普勒頻偏,最終得到河流的垂直剖面分布。ADCP方便快捷,一次可測得一個(gè)剖面上若干層流速。ADCP利用超聲換能器測量流速,測量點(diǎn)在探頭的前方,不破壞流場,具有測量精度高,量程寬;可測弱流也可測強(qiáng)流;測量線性,流速檢定曲線不易變化;無機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件,不存在泥沙堵塞和水草纏繞問題;測量的流速較傳統(tǒng)流速儀相比更為準(zhǔn)確�？梢詮V泛應(yīng)用于海洋調(diào)查、海洋學(xué)研究的海水流速、內(nèi)陸河流流速剖面等水文要素的測量。聲學(xué)多普勒原理應(yīng)用于測量流速已經(jīng)受到了人們普遍的認(rèn)同。論文研究了利用計(jì)算自相關(guān)函數(shù)相位角的方法估計(jì)信號(hào)平均頻率,詳細(xì)介紹了聲學(xué)多普勒剖面儀的硬件設(shè)計(jì)以及軟件開發(fā),本文介紹了聲學(xué)多普勒原理在流速測量中的應(yīng)用,研究多普勒頻移估算方法。分析了自相關(guān)算法用于流速測量的原理,搭建了硬件平臺(tái),詳細(xì)闡述了各部分硬件結(jié)構(gòu)的作用,并用軟件編程實(shí)現(xiàn)了相關(guān)算法。通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明達(dá)到了預(yù)期的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo),證明基于ZoomFFT的自相關(guān)算法與傳統(tǒng)測量算法相比提高了測量精度。
[Abstract]:The velocity of velocity is an important parameter in the marine environment. It is convenient, fast and accurate to measure the velocity of velocity, to understand the changes of the marine environment, to control the marine environment, and to utilize the marine resources. Acoustic Doppler Doppler Current Profiler is based on the principle of acoustic Doppler, the Doppler frequency deviation is measured, and finally the vertical profile distribution of rivers. ADCP is convenient and fast. The velocity of several layers on a section can be measured. ADCP uses ultrasonic transducer to measure the velocity. The measuring point is in front of the probe and does not destroy the flow field. It has high measurement precision, wide measuring range, weak current and strong current. The velocity calibration curve is not easy to change; there is no mechanical rotation component, there is no silt clogging and grass winding problem; the velocity of velocity measured is more accurate than the traditional velocity meter. It can be widely used in ocean survey and oceanographic study of sea water velocity. The measurement of hydrological factors such as velocity profile of inland rivers. The application of acoustic Doppler principle to the measurement of velocity has been generally accepted. In this paper, the method of calculating the phase angle of autocorrelation function is studied to estimate the average frequency of signal. The hardware design and software development of acoustic Doppler profiler are introduced in detail. The application of acoustic Doppler principle in velocity measurement is introduced, and the estimation method of Doppler frequency shift is studied. The hardware platform is built, the function of each part of the hardware structure is expounded in detail, and the related algorithms are realized by software programming. The experimental results show that the expected experimental goal is achieved. It is proved that the autocorrelation algorithm based on ZoomFFT improves the measurement precision compared with the traditional measurement algorithm.
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P716.2

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本文編號(hào)：1554574