英國AQUATEC GROUP AQUAscat1000聲學粒度儀代表了新一代高頻水聲儀器的成果，主要用于泥沙運動研究、泥沙（懸浮顆粒）剖面分布、水下河床泥沙的形態、疏浚回淤研究等。它有4個可以發射高頻聲信號的換能器，每個換能器發射的頻率各不相同。系統通過測量一定深度剖面內的泥沙或其他懸浮顆粒反射回來的聲學信號來計算粒徑和含沙量數據。它可以測量1-2米水深范圍內的剖面分布數據，每一采樣層次間隔可設定，設定范圍可以從1毫米到幾厘米。如果用來測量水下高度，監測深度為幾十厘米。如果用于測量泥沙剖面，一般可監測剖面深度為1-2米；而在疏浚回淤研究中可測剖面深度達20米。儀器的使用范圍很廣，可在實驗室內使用，也可以配置深水
耐壓外殼在水下長期監測。除此之外，儀器還有多種供電模式可供選擇。
技術參數
量程 | 粒徑測定范圍：1-500µm |
濃度測定范圍：0.1至20000mg/l（1m剖面深度）, 短剖面量程更高 | |
聲信號頻率 | 多達4個頻率, 頻率范圍從500 kHz 到5 MHz |
換能器 | 直徑?10-20mm陶瓷換能器, |
AQUAscat 1000s的換能器是和主機一體化的4頻率換能器 其他型號的換能器是獨立的，通過電纜和主機相連 | |
增益 | 通過軟件設定動態時變增益（TVG）曲線 |
剖面深度 | 150 cm (一般), 低于2MHz聲信號頻率到20米 |
發射信號 | 功率1瓦，CW脈沖發射, 脈沖寬度與每一測量單元大小設置有關 |
脈沖發射頻率 | 每通道100 Hz (即4個換能器計每秒400個脈沖)，發射頻率1HZ. |
均值計算 | 2 到64單元數據均值計算存儲 |
測量單元 | 256個單元，每個單元10mm（在水下聲速1500m/s的標準條件下），可選2.5mm、5mm、20mm和40mm。通過軟件可以設定測定的范圍。 |
信號觸發 | 外接觸發信號，或由軟件設定觸發(按照時間間隔) |
數據采集頻率 | 2min一次到255min一次,用戶自定義開始采樣時間 |
觸發輸出 | 數字觸發信號，用于觸發其他如CTD等設備 |
電器性能 | 8 V到24 V dc.測量時1W功耗，待機狀態1 mW 功耗. |
電池 | 內置電池可以連續工作10天，根據需要可外接電池 |
其他傳感器 | 溫度: 量程0-25°C, 精度±0.05°C, 分辨率<0.0015°C |
壓力: 高達100 bar, 精度±0.2%FS, 分辨率0.005%FS | |
濁度: 可選件 | |
其他: 最多連接2個外接傳感器 | |
數據存儲器 | Compact Flash卡. 標配4GB容量. 可選8GB容量 |
數據傳輸 | RS232波特率高達115 k baud; USB 1.1，波特率高達2-3M baud |
耐壓殼體 | 1000m鋁合金深水艙。 |
系統配置
AQUAscat 1000聲學粒度儀有3種配置，分別是1000R Research科研型；1000S Survey調查型；1000L Laboratory實驗室型。三者的區別見下表。
AQUAscat 1000R | AQUAscat1000S | AQUAscat 1000L | |
4頻電子組件 | √ | √ | √ |
1000m耐壓外殼 | √ | √ | × |
臺式電源 | × | × | √ |
3個獨立的換能器 | √ | × | √ |
4頻同向換能器 | × | √ | × |
第4換能器 | 可選 | N/A | 可選 |
溫度傳感器 | √ | √ | × |
壓力傳感器 | √ | √ | × |
內置電池 | √ | √ | × |
電源模塊 | √ | √ | √ |
量程/分辨率組件 | 全部包括 | 1+定制 | 1+定制 |
內存（CF卡） | 8GB | 4GB或定制 | 可選 |
USB線 | √ | √ | √ |
觸發線 | 可選 | 可選 | BNC接頭 |
電源線 | 可選 | 可選 | N/A |
RS232線 | 可選 | 可選 | √ |
1年質保期 | √ | √ | √ |
AQUAtalk軟件 | √ | √ | √ |
AQUAview軟件 | √ | √ | √ |
Matlab軟件 | √ | 可選 | 可選 |
儀器運輸箱 | √ | √ | × |
備件 | √ | √ | × |
技術背景
采用聲學后向散射（ABS，acoustic backscatter）技術測量海水懸浮物的研究始于1980年（Young etal,1982 和Hay,1983）。1992年，科學家Hay和Sheng使用聲學后向散射儀記錄了3種不同頻率的聲音信號，并利用這些數據反演了懸浮物的粒徑大小。隨后Thorne等一批科學家也開始了相關的研究。這為AUQAscat聲學粒度儀的誕生奠定了堅實的基礎。在1992年，AQUAtec公司就研發了專門用于聲學后向散射儀的數據采集器，1996年，制造出臺基于ABS原理的聲學粒度儀（AQ174和AQ278)。2001年，通過對儀器的電子部件的技術創新，聲學粒度儀的性能大大提高。
AQUAscat 1000聲學粒度儀是的技術成果。它具有寬帶信號輸入，采樣頻率更高。對于大顆粒的沙子而言，聲學后向散射儀器的靈敏度要優于光學后向散射儀器（比如AQUAlogger 310TY 濁度儀）。沒有任何儀器可以直接給出含沙量，但是聲學粒度儀的多頻測量，大大提高了粒徑及泥沙分布規律研究的準確度。儀器的校準只要在實驗室內校準就可以了。
