通过海水运动的流速、流量观测,可以为人们提供分析的仪器,我们统称为海流计,即测量海水流量的仪器。根据流速测量原理,可分为机械旋转式海流计、电磁诱导式海流计、声学多普勒海流计、漂移浮标等四种基本种类。
一、机械螺旋桨海流计
基本原理:螺旋桨叶片根据水流推动的转数确定流速,使用圆盘确定流向。
缺点:螺旋桨是必不可少的基本组件。但是因为它直接暴露在水域,所以无法避免漂流物和附着生物的影响,所以流速测量不准确。
二、电磁海流计
基本原理:通过环形线圈流动的电流会在传感器周围产生磁场,流动的水域作为运动的导体,切割磁力线时,根据法拉第感应定律,磁场中运动的导体会产生电势。根据电势和水流速度的比例关系得到有关水流的数据。
三、声学多普勒海流计
基本原理:观察者和观察者进行相对运动时,如果观察者发出的超声波通过被测对象反射,则接收频率可能与原始频率不同。这就是多普勒频移。(大卫亚设,Northern Exposure(美国电视剧),观察名言)因此,与探针与水一起移动的小粒子和小气泡相比,探针发射频率的变化,也可以随着水中悬浮速度的增加而测量多普勒移动,从而测量水的流速。
缺点:水下的仪器本身是超声波发射者,因此发射能量、电池寿命、声波衰减等问题难以解决,限制了这种仪器的发展。
四、声学多普勒海流剖面仪
基本原则:如上。不同的是,发射超声波的四个探头测量两个方向的水平和垂直流速,得到两个方向流速的空间矢量,合成后,就能得到特定点的实际流速矢量。一次可以测量一个截面中不同层流动速度的三维分量和绝对方向。
五、漂流浮标流量测量
漂流浮标具有体积小、重量轻等优点,在海洋观测中优势日益突出。它可以在恶劣的海上情况下工作一整天或一整天。
六、Marotte HS海流计
Marotte HS海流计是澳大利亚MGL生产的水德技术代理的产品。
澳大利亚MGL公司——Marotte HS海流计
应用程序方案
Marotte HS(高采样率)是新一代牵引式海流计,配备新的外壳,并可定制内部电子组件。快速测量的灵敏度提高了,配备了磁力仪,在部署之前无需知道仪器的方向即可测量方向。
海流计特征:
只要插入简单的使用SD卡,打开电源开关,就可以开始记录,而不必怀疑装置是否已正确启动。
改进的倾斜传感器倾斜传感器同时使用加速度计(倾斜)和磁强计(指南针),在放置时无需知道设备的方向,即可实现精确的方向测量。
坚固的ABS外壳注射外壳在低速时提高灵敏度,高速时形成漩涡。
高采样率的仪器每秒可以采样两次,并平均采样值。这个功能测量长波周期。可以根据需要提供更高的采样率。
存储容量大的数据将写入8GB的Micro SD卡。不必再牺牲部署长度或采样率。以1Hz频率部署5至6个月。
高效电源该装置不需要使用两块标准碱性AA电池充电,也不需要更换昂贵的电池。由于电源效率的原因,该装置可以使用一组电池在1Hz采样频率下运行5至6个月。
应用海流计:
-珊瑚礁的区域流体动力学
-养殖业
-监测河流流动环境
-教育
海流计案例数据:
图1显示了当前速度和方向如何随时间变化,方向的变化是否以不同的颜色出现。
图2显示了二维彩色图的频谱。最重要的波周期以暗红色显示,第二个波周期以蓝色显示。
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