简要版
流速测量
Lodestar 是一款用于渠道和河道的流速传感器，可以装在断面上一处，也可以装在多处。它用声波沿一条窄波束测量水流速度，有三种型号：Lodestar-B 装在渠底向上测，适合坚实、不淤积的渠底，衬砌与否都可以；Lodestar-S 在水面向下测，一般装在浮标上，适合淤泥多或渠底松软的渠道；Lodestar-U 是圆柱形，由安装单位做支架固定在渠壁或墩柱上。每种型号都需要一段水流均匀、与渠道平行的顺直渠段，以及一个能把传感器升出水面维护的支架。向上测或向下测的 Lodestar，维护后大致复位即可：它内置三维姿态仪（倾角和罗经），记录自身角度，据此微调角度参数，就能补偿倾角的微小变化。HyFlow 暂不销售支架，也不提供安装服务。本文介绍渠道安装。
断面面积测量（通过水位测量得出）
光有流速还得不出流量，还要知道过水面积：用一台单独的水位计测水位，再按实测的断面形状换算成过水面积。水位计要选稳定可靠的；淤泥、水草多的渠道，装在水面以上的雷达水位计或测井里的浮子式水位计更省维护。
断面平均流速与流量
Lodestar 测的是安装位置那条垂线上的分层流速，可以装一条垂线，也可以装多条；但垂线流速不等于断面平均流速。还要请测流顾问（专门测流的专业人员）从低到高多次实测流量（至少 10 次，有逆流的地方正反双向都要测），建立 Lodestar 读数（指标流速）与断面平均流速之间的换算关系（简称“关系”）。断面平均流速乘以过水面积，就是流量。之后还要定期校核、复测断面，消除断面变化带来的误差。本系列第一篇介绍了这种方法。
先选好渠段
Lodestar 是单波束的声学多普勒流速仪（ADVM），而波束只能测到水沿波束方向的运动。所以波束必须顺着渠道朝上游或下游斜着打，绝不能与水流垂直：“向上测”“向下测”都是指斜着测；倾角固定，关系就已经把它考虑进去了。单个波束也分不清顺渠方向的水流和上下、横向的运动，所以不论流量大小，水流都必须与渠道平行。
公开发布的指标流速法技术指南，是这样描述理想站点的：
- 上下游各有一段顺直渠段，长度取约 90 m 和 5–10 倍渠宽中的较大值；
- 距入流、分水口、闸门和节制闸（用来抬高并维持渠道水位的闸）至少 5–10 倍渠宽；
- 渠底稳定，水草少，水中掺气（气泡）少；
- 附近有能在各级水位下测流的地方，两处之间没有入流或分流。
回水（下游顶托）可以沿渠道向上游延伸很远，所以受回水影响的站点往往也能和节制闸拉开这个距离。以上条件如果不能全都满足，优先保证水流分布均匀、流线平行、渠道断面稳定。
正式安装前，同一指南要求先做站址查勘：先用走航式 ADCP（声学多普勒流速剖面仪）摸清流速分布，再临时装上流速仪，分析它的记录。HyFlow 的 Voyager 就是这样一种 ADCP。安装位置尽量对准流速最大的区域，避开渠壁和墩柱的尾流；在顺直、规则的渠道里，最大流速一般在最深处的上方。
安装尺寸要按最低水位核对。换能器（发射和接收声波的那个面）必须始终淹没在水下；测量从距换能器 0.05 m 处开始，再往前还要留够水深，至少容得下一个有效单元（波束上用来测流速的一小段）。
渠底坚实、不淤积：座底安装
渠底坚实、不会被淤泥或推移的沙子盖住的地方，选 Lodestar-B 最省事：斜面外壳装在渠底，波束向上斜射进水柱（从渠底到水面的整个水深）。渠底不一定非得是混凝土：衬砌渠道，外壳直接固定在衬砌上；渠底是坚实的土、砾石或岩石的，就装在锚固于渠底的底座或立柱上，稍微垫高一点，免得换能器被淤埋，代价是低水位时可测的水深少一些。
离传感器最近的几个单元，水流可能受传感器和支架扰动，读数偏小或噪声大，所以测量区间（构成指标流速的那些单元）要从它们之后开始。紧贴水面下方的单元会受旁瓣干扰：旁瓣好比手电筒光束四周那圈微光，偏离轴线的微弱声波打到水面，而水面的反射又比 Lodestar 赖以测速的水中漂移颗粒强得多。
这个受干扰的区域随水位上下移动，所以测流顾问要根据水位记录选取单元。对座底向上测的流速仪，公开发布的技术指南推荐的正是这种做法。这样不管水位高低，指标流速覆盖的都是水深中的同一部分，比如中间 60%，也避开了受干扰的单元。
我们团队的做法是视站点情况每月或每季度巡检一次，每个汛期前后各维护一次。灌溉期间，很少有灌区能停水放空渠道，而渠道满水时，座底传感器最难接近。用铰接的活动臂杆，就不必放空渠道，也不用派潜水员：传感器装在臂杆一端，臂杆比水深长，另一端铰接固定。维护时把臂杆转上来，让传感器露出水面，维护完再放下，落回同一个限位挡块上；臂杆可以手动拉起，也可以靠固定在臂杆上的充气浮体托起。再加一个流线型护罩，让换能器朝向下游，还能少跑几趟，详见 Lodestar 指标流速仪为何采用单波束。
淤泥或松软渠底：水面安装
如果渠水含泥沙、渠底有沙子推移，或者是松软的土质渠底，装在渠底的流速仪可能被淤埋或下沉。Lodestar-S 在水面向下测，换能器始终在泥沙之上。它一般装在浮体上，浮体可以锚定在原地（浮标），也可以用钢丝绳或绳索系住；有时也挂在固定结构物上。装在浮体上时，浮体能挡住大部分漂浮的水草和杂物，流线型的浮体还会把它们导开；浮体的位置会随水流稍有移动，但测的基本还是同一条垂线，内置姿态仪会记录浮体的倾斜，测流顾问可以据此检查倾斜是否随流量变化。挂在固定结构物上时，就要在迎水一侧加流线型护罩，换能器朝向下游。不论哪种方式，测量区间都要从浮体或结构物扰动的水体之后开始。
代价在波束远端：旁瓣干扰会搅乱最靠近渠底的那几个单元，渠底淤高或冲深，受影响的单元也跟着变。
渠壁、墩柱或桥台：通用水平安装
圆柱形的 Lodestar-U 能朝任意方向安装，安装单位的支架可以把它固定在渠壁、墩柱或桥台上；渠底略有淤积处，也可以把它架离渠底。装在渠壁上时，它通常大致水平。波束必须顺着渠道方向斜着打，穿过水流主体，避开结构物的尾流，在到达渠底、水面或对岸渠壁之前不碰到任何东西。波束如果大致水平，就应放在半水深附近，并按最低水位核对远端的单元。它维护后必须准确复位，所以支架要有限位挡块或键槽座。
有逆流的站点
水流有时会倒流的地方，没有固定的下游方向，传感器朝哪边，看杂物从哪边来、哪边便于维护再定。浮体要首尾两头固定，保持朝向：只用一个锚或一根绳系住，浮体会随水流掉头，读数可能始终不变号。测流顾问会在正反双向水流时分别测流：一个关系能同时适用于两个方向，用它就行；如果不能，就把关系分成两段，每个方向一段，在水流转向处平滑衔接。这叫复合关系。
一条线不够用的时候
一台 Lodestar 只沿水中的一条线测量。这就像只看一条车道来判断整条高速公路的车流：各车道一起快、一起慢时，这样判断没问题；一旦有车道封闭，就不灵了。在顺直、规则的渠道里，整个断面的水一起变快、一起变慢，关系能反映出这条线和整个渠道的对应规律，波束不必横跨整条渠道。公开发布的技术指南更看重这条线上的流速能否与整个断面同步变化，而不是它有多长。
有些渠道会打破这个规律。渠道断面不规则时，比如一边深一边浅，深处和浅处的水并不一起变快、一起变慢；水位涨落时，主流（流速最快的那股水）还会左右移动。这样一条线就可能跟不上整个渠道的变化。这类站点，建议装两台 Lodestar，分别放在主流区两侧；附近如有更顺直、更规则的渠段，也可改在那里只装一台。两台读数按固定的相同权重取平均，当一个读数用，关系仍然只有一个输入量（关系用到的一个读数），率定测流（用来建立关系的流量测验）的最少次数仍是 10 次，和装一台时一样。
给安装单位
- 标准配置：长 240 mm，直径 75 mm，重 1.2 kg。加工支架前，请先向 HyFlow 确认所选配置的尺寸。HyFlow 可以提出支架设计方案（包括护罩），由安装单位制作。传感器附近请用非磁性的紧固件，以免干扰罗经。
- 单元最小可设到 0.025 m。
- 供电：12 VDC，采样时约 2 W。
- 流速通过 RS232 或 RS485 串口输出（电缆较长时宜用 RS485）。每个单元的数据都要记录下来，输出格式可向我们索取。
- 单独配一台水位计，装在标准断面处或附近；标准断面必须做好标记，便于复测。
- 电缆穿导管或软管保护，走线避开杂物，线路尽量短。
- 竣工记录：换能器在水位基面上的高程（浮体安装则记录吃水深度和固定方式）、离渠底的高度、波束的方位和倾角、电缆长度，以及一张标注尺寸的草图。
遇到不熟悉的术语，可以查看通俗术语表。
下一步
如果您的站点有回水或逆流，请获取报价，并介绍一下渠道、渠底情况和可用来安装的结构物，方便我们按合适的配置（B、S 或 U）报价。