Akusztikus, digitális vízsebességmérő műszer

Átírás

1

2 Akusztikus, digitális vízsebességmérő műszer WAHASTRAT projekt: Vízhiány és adaptív vízgazdálkodási stratégiák a magyarszerb határ menti régióban -2 db ADC vízsebességmérő műszer beszerzése -Főként belvízcsatornák és kisebb vízfolyások mérésére rendkívül jól alkalmazható.

3 A műszer bemutatása Hordozható ultrahangos vízsebességmérő műszer, amely pontbeli sebességet mér nyílt felszínű vízfolyásokon. Vízhozam méréshez használható a klasszikus függélyenkénti mérési módszerhez, a hagyományos rúdkészlettel együtt. A vízhozam mérés alatt az ADC nem csak a sebesség eloszlását, hanem a függély és a szenzor mélységét is méri. Kiszámítja a függély középsebességét a mérésekből, illetve a területenkénti részvízhozamokat szabvány szerint, majd részvízhozamok alapján meghatározza a teljes vízhozamot. Mérési elv: ADC fej két ultrahangos adó-vevő fejet tartalmaz. Ezek ultrahang jeleket bocsájtanak ki, amelyek a vízben úszórészecskékről, mint visszhang visszaverődnek. A digitális jelátalakító processzor a visszhang jeleket veszi és digitalizálja visszhang diagramként. A DSP matematikai módszerrel kiszámítja a visszhang diagramok hasonlóságát, ill. kiszámítja az időkülönbségüket. Ez a különbség használható a vízsebesség meghatározására.

4 A rendszer részei Szenzor: vízsebesség, vízmélység, vízhőmérséklet szenzorokat tartalmazza. Kézi egység

5 A szelvény átlagsebességének a meghatározása A mélységmérési pontok közül a sebességmérési függélyeket választunk. A függély egy képzeletbeli függőleges vonalat jelent, ami mentén több mélységben megmérjük a vízsebességet. A függélyek száma a vízfolyás szélességétől és a meder (ez által a vízsebesség) változékonyságától is függ. A függélyeket azokon a helyeken kell felvenni, ahol a sebesség valamilyen okból változik: pl. a partok közelében, mederváltozásnál. A függélyen belül a sebességmérések száma a vízmélységtől és a műszer tulajdonságaitól is függ. Legegyszerűbb esetben a függély középsebességét a függélyben mért sebességek átlaga adja.

6 ADCP műszer Mélységet ADC vízsebességmérő műszer és a sebességet a Az ADC két ultrahangos adó-vevő fejet visszaverődési idő alapján Doppler tartalmaz. Ezen fejek ultrahang jelet effektus) bocsájtanak ki a mérés alatt, amelyek a vízben úszó részecskékről, mint visszhang visszaverődnek. A fenékről visszaverődő jelből a fenékhez képest (feltételezve, h mozdulatlan)méri a csónak pillanatnyi A visszhang jeleket a fejek veszik és sebességét és a sebességvektor irányát digitalizálják a digitális jelátalakító Doppler-elven és a beépített iránytű processzorral (DSP) visszhang segítségével diagramként. Kis szünet után a folyamat még egyszer lejátszódik így újabb A keresztszelvényben, parttól indulva visszhang diagram keletkezik. mederalakot és a hozzá tartózó függély sebességeloszlását is képes felvenni. A DSP matematikai módszerrel megvizsgálja a két visszhang diagram kiszámítja a A feltérképezett meder és a hasonlóságát, Ezután ez a különbség sebességadatok alapján vízhozamot különbségüket. használható a vízsebesség számol a szoftver meghatározására.

7 Indukciós sebességmérő műszer Forgószárnyas sebességmérő A sebességet a szondában lévő indukciós Adott mérési pontban méri, meghatározott A mért feszültség arányos a műszer Ebből - kiszámítva az egy másodpercre eső tekercs által keltett mágneses térben mozgó vízben, mint vezetőben ébredő elektromos feszültség mérése útján határozza meg szoros környezetében (a műszer hossztengelye körüli 10 cm sugarú körben) mozgó víz áramlási sebességével. Ezt az arányt a műszer kalibrálása során határozzák meg és az ezt leíró függvény a műszer kiértékelő egységébe van beégetve, így a műszer kijelzője közvetlenül az előre beállított mérési időtartamra vonatkozó átlagos áramlási sebességet adja meg m/s mértékegységben. mérési idő ( 40 mp) alatt az áramló víz mozgásának hatására bekövetkező szárnyforgások számát. fordulatszámot - a forgószárnyhoz tartozó kalibrációs egyenlet segítségével meghatározható az áramlási sebességnek a műszer tengely irányába eső komponense. Pontonként illetve függélyenként megmért vízsebességeket, valamint a mért pontokhoz, függélyekhez tartozó részterületeket határozzák meg A mért sebességek és a hozzájuk tartozó részterületek szorzatának összegeként számítják ki a szelvény vízhozamát.

8 Méréshez szükséges alapadatok : A mérés kivitelezése ADC-vel: Az ADC műszer kézi egysége lépésről lépésre végigvezet a vízhozam mérés folyamatán. A vízmélység és a szenzormélység meghatározásához abszolút nyomásszonda van az ADC-be beépítve. A nyomásszondát az abszolút légköri nyomáshoz kalibrálni kell. Az OTT ADC alapadatokat igényel az aktuális mérési szelvényről, ezeket a kézi egységen lehet bevinni a mérés megkezdése előtt. Közeli és távoli vízszél távolsága a 0 ponttól Első függély helye és a függélyek közötti távolság Függélyen belüli mérési sorrend (pl.: alulról felfelé A rúd mélység eltolás adatai: a hegy nagysága és a szenzor szerkezeti magassága A mérési módszer (pl.: 2 pontos vagy több pontos módszer) Vízhozam kiszámításának módja: (terület átlag vagy szelvény átlag módszer Pontonkénti mérési idő Ha szükséges, a víz sótartalma

9

10

11 Műszaki adatok: Sebességmérés: Mérési tartomány: - 0,2 m/s - + 2,4 m/s Pontosság: a mért érték 1 % - a +/- 0,25 cm/s Felbontás: 0,001 m/s Adóvevők frekvenciája: 6 MHz Mélységmérés: Mérési tartomány: 0 5 m Pontosság: a mért érték 1 % - a Hőmérsékletmérés: Mérési tartomány: - 5C C Pontosság: +/- 0,5 C Felbontás: 0,1%

12 Mérési adatok ellenőrzése és feldolgozása Q-Review programmal

13 Mérési adatok feldolgozása A mért adatok áttöltése PC-re Qreview segítségével a mért adatokat lehet szerkeszteni, nyomtatni vagy exportálni. Az Export menü nagy határfelületet biztosít az adatok sokféle formában történő exportjához: txt, XML, mélység lista, így az adatok elérhetőek más szoftverekkel: EXCELL, BIBER, Hozam, stb. Átalakíthatóak a mérési adatok, újraszámolhatjuk őket, - pl. kicserélhetjük a számítási módszert A grafikonok a mérésről teljes áttekintést nyújtanak: Függély középsebesség függélyenként Fajlagos vízhozam (Q/szélesség) Vízhozam részterületenként Mélységábra a mért keresztszelvényben.

14