声学多普勒海流计是利用“声学多普勒效应”原理，测量距离换能器一定距离处的水体某一区域的平均流速、流向的点式海流计。其优点是:非接触式测量，对水体不干扰，声速可以自动较准，能连续记录，仪器无活动部件，无磨擦和滞后现象，测量时感应时间快，测量精度高，可测弱流等。其缺点是仪器存在本身的发射功率、电池寿命和声波衰减等问题，因此该类仪器在某些领域的使用受到了一定的限制。

目前比较成熟的声学多普勒海流计主要包括挪威诺泰克公司生产的“小阔龙”、“威龙”、“小威龙”系列，美国SonTek/YSI公司生产的ADV系列和挪威安德拉公司生产的RCM9型多普勒海流计。其中以挪威诺泰克公司生产的海流计最为全面，测量环境涵盖深海、浅海和实验室，涉及水深从6000米深的大洋到十几厘米深的实验室水槽。

1.“小阔龙”

“小阔龙”可以测量水中某一区域的2维(2个波束)或3维(3个波束)平均流速、流向，根据其压力传感器的最大测深范围，分为300m型的“小阔龙”和3000m、6000m型的“深海小阔龙”。“小阔龙”均可在线实时数据采集或自容式使用，其测流精度高，无干扰。仪器自身配有罗盘、倾斜仪、压力和温度传感器。“小阔龙”的测流范围一般为±5m/s(其中“深海小阔龙”为±3m/s)，并可根据用户的需要定制更宽的测量范围。流速测量精度为测量值的1%±0.5cm/s，流向精度为±2°。测量区域:测量单元为0.75m，测量位置为0.3～5.0m(用户可调节)，默认位置0.3～1.85m(延波束方向)，图6.14为“深海小阔龙” 坐底测量示意图。

图6.14　声学多普勒海流计“深海小阔龙”坐底测量示意图

2.“威龙”

“威龙”(Vector)是专为测量一点的流速而设计的，以高达64Hz的频率进行高精度的三维流速测量。标准配置为罗盘、倾斜仪、压力和温度传感器，可用于自容式或在线测量。Vector采用相干多普勒处理技术，该技术的特点是精确、无干扰、采样频率最高达64Hz，并且没有零点漂移。因而广泛应用于波浪动力学研究，波浪的轨迹研究，边界层的水流研究，波浪、水流联合监测，河流、河口、海岸等的紊流研究。

其测流范围包括±0.01～0.1m/s、0.1～0.3m/s、0.3～2.0m/s、2.0～4.0m/s、4.0～7.0m/s这5个可选区间。流速测量精度为测量值的±0.5%或±1mm/s，流向精度为±2°。测量区域:距探头0.15m，直径为15mm，高度为5～20mm(用户可选)的圆柱形水体，图6.15为“威龙”进行三维海流测量的示意图。

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图6.15　声学多普勒点式海流计“威龙”测流示意图

3.“小威龙”

“小威龙”(Vectrino)是一款高精度声学多普勒点式流速仪，用来测量水流的三维流速。它应用广泛，主要用于实验室，也可用于河道测量以及海洋测绘，用来测量流速的快速波动。因而分为实验室型和野外型两种，其测量技术的基础是相干多普勒处理，它的特点是测量精度高，没有零点漂移。

“小威龙”的声学传感器包括1个发射换能器和4个接收换能器。采样点远离传感器，从而避免了仪器本身对水流的干扰。“小威龙”由发射换能器发射一个短的声学脉冲，当该脉冲经过4个接收换能器的聚焦点的时候，“回声”得到多普勒频移。多普勒频移的变化要根据水中声波的传播速度进行调整(所以温度也要测量)，流速的矢量数据以很快的速率传送到计算机。

实验室型“小威龙”在各种实验环境中得到广泛应用，比如在水工实验室里测量湍流和三维流速，它也可用于水槽、水池和水工模型中。野外型“小威龙”则专门用在边界层测量、海滩水流的急升或者湖泊、小溪和湿地的低流速研究中。

其测流范围包括±0.01～0.1m/s、0.1～0.3m/s、0.3～1.0m/s、1.0～1.4m/s这4个可选区间。流速测量精度为测量值的±0.5%或±1mm/s。测量区域:距探头0.05m(其中野外用的为0.1m)，直径为6mm，高度为3～15mm(用户可选)的圆柱形水体，图6.16为“小威龙”进行三维水流测量的示意图。

图6.16　声学多普勒点式海流计“小威龙”测流示意图