五波束Janus结构ADCP超声换能器安装偏差分析及校准

摘要

声学多普勒流速剖面仪（Acoustic Doppler Current Profiler, ADCP）是目前海洋、江河流速测量的最主要仪器之一。已有对于ADCP的安装偏差分析大多是针对其安装在船上后，基阵发生偏移的安装偏差。针对5个超声换能器集成为五波束Janus结构ADCP后，由于机械加工、安装工艺造成的安装偏差，提出将安装偏差分为安装位置偏差和安装角度偏差两部分进行研究。证明了在100 m探测距离内，毫米级安装位置偏差等效于10^-3～10^-2度级安装角度偏差，得出了安装角度偏差是安装偏差中最主要部分的结论。设计了基于回波延时测距搭配高精度姿态仪的安装偏差校准方法，并通过仿真分析了校准过程中不同因素对校准精度的影响，以针对不同校准精度需求选取不同的校准环境。结果表明该校准方法有一定实用价值，可以用来对超声换能器集成为五波束Janus结构后的安装偏差进行校准。

关键词

五波束Janus结构 / 声学多普勒流速剖面仪 / 超声换能器 / 安装偏差