基于FPGA的宽带ADCP流速校准系统

摘要：

声学多普勒流速剖面仪(ADCP)可采用声学应答并发射模拟回波的方式开展流速校准,但其校准精度和校准流速下限受系统时钟精度影响,目前基于该方式的ADCP流速校准系统难以针对1m/s以下小流速进行校准.提供了一种低成本、水池环境可实施的宽带ADCP流速校准系统方案,即基于FPGA设计一套宽带ADCP流速校准系统,采集ADCP发射声波信号并进行处理,再向ADCP发射携带水体流速信息的模拟回波信号,通过模拟流速值与实际输出值的比较,实现ADCP的流速校准.校准系统通过直接数字频率合成和锁相频率合成(DDS+PLL)的技术合成高精度时钟信号,时钟信号驱动信号采集与回放产生高精度模拟回波信号.最后,在小型消声水池内针对中心频率为300 kHz的宽带ADCP开展(0.2～1)m/s小流速校准实验,结果表明,该校准系统的测量不确定度达到(0.5%模拟流速值+0.005)m/s,验证了校准系统的可靠性.

关键词：水声计量、声学多普勒流速剖面仪、流速校准、频偏应答、FPGA、时钟合成、不确定度评定

所属期刊栏目：45

分类号：TB95;TB937(计量学)

在线出版日期：2024-08-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1064-1072