收藏本站 劰载中...网站公告 | 吾爱海洋论坛交流QQ群:835383472

海流观测中常用的海流计

[复制链接]
8 m4 `: {- `* L' B

能将海水运动的流速、流向观测出来并提供给人们进行分析的仪器,我们统称为海流计,即计量海水流动的仪器。根据其流速测量原理,可以将其分为机械旋桨式海流计、电磁感应式海流计、声学多普勒海流计和漂流浮标四个基本种类。

6 S+ h3 v5 t3 ~

一、机械旋桨式海流计

* p% j0 w% g7 {/ \ S- G! s

基本原理:依据旋桨叶片受水流推动的转数来确定流速,用磁盘确定流向。

# G, {! f8 w( Y0 z# K5 E I" K

缺点:螺旋桨是其不可或缺的基本部件。但由于它直接暴露在水体中,不可避免地受到漂浮物和附着生物的影响,从而导致流速测量不准。

* |: u4 s& g# G2 o* g ~$ d" _: b7 z7 J

二、电磁海流计

) w& F+ z n3 `. G7 E+ |% W1 s/ r

基本原理:流过一个环形线圈的电流在传感器周围产生一个磁场,流动的水体作为一个运动的导体切割磁力线时,根据法拉第感应定律,在磁场中运动的导体产生电势,根据电势和水流速度的比例关系得到水流的相关数据。

9 x: n; F5 X O6 M

三、声学多普勒海流计

; r8 ^( d4 G E6 h

基本原理:当观测对象和观察者做相对运动时,观察者释放的超声波经被测对象反射回来之后,接收到的频率就会和原频率不同,这就是多普勒频移。因此,相对于探头随水移动的小颗粒、小气泡也会使探头发出频率的改变,且随水中悬浮运动速度的增加而增加,由此测出多普勒频移,也就测出了水的流速。

! J- G4 N& j) k* y

缺点:在水下的仪器本身是超声波发射者,因此发射能量、电池寿命和声波衰减等问题不易解决,从而限制了该类仪器的发展。

; f* B) I! X/ T* n, l( `

四、声学多普勒海流剖面仪

0 T$ T9 d, g8 D- G* @1 s& j O

基本原理:同上。不同的是它有四个发射超声波的探头,可以测量两个方向的水平和垂直流速,从而得到这两个方向流速的空间矢量,将它们合成后,就得到某一个特定点上的真实的流速矢量。它一次可以测量一个剖面上若干层水流速度的三维分量和绝对方向。

4 k3 G1 t; y3 p' z4 _3 I

五、漂流浮标测流

8 M2 k( _, q9 S0 E9 P0 R

漂流浮标具有体积小、重量轻等优点,在海洋观测中优势日渐突出。它能在恶劣海况下全天候或全天时工作。

0 P! M: i O, f2 b% v

六、Marotte HS海流计

7 W9 A( \. \. z" \. _3 V2 ~

Marotte HS海流计是水德科技代理的一款产品,由澳大利亚MGL公司生产提供。

$ H2 _" D9 L1 a) x3 A/ v1 x$ {. {
* S: t( z$ q( i& ~5 {. g' u

澳大利亚MGL公司——Marotte HS海流计

! p3 x3 G) {: }; p, g9 K2 X
7 `! [) A+ k" |; k1 g7 O; ?% y
( V X7 ?6 s. t# a# o/ p0 s# G

应用场景

" b" R( S! f. e8 A6 e; V' `; k
* Y; K: D; u9 i

Marotte HS(高采样率)是下一代拖倾式海流计,它配备了新式外壳并能定制化内部电子元件。快速测量的灵敏度得到了提高,配备的磁力计可以使之能对方向进行测量,而无需在部署前知道仪器的方向。

2 X2 l; N1 t+ U, H/ r

海流计特点:

使用简单 " Z! U# v I& ^' @) R G9 d2 I5 Z

只需插入SD卡并打开电源开关即可开始记录,无需再怀疑仪器是否已正确启动。

改进的倾斜传感器6 V7 B9 X M. L

倾斜传感器同时使用加速度计(倾斜)和磁力计(罗盘),可实现精确的方向测量,而无需在部署时知道设备的方向。

坚固的 ABS 外壳 0 z2 H3 P- n$ ~6 U, K# W( `8 \

注塑外壳提高了低速时的灵敏度,同时减少了高速时形成涡流。

高采样率 ' D. m9 l2 P7 [5 H

该仪器每秒采样可达两次,并能对采样值进行平均。此功能可以测量长波周期。可根据要求提供更高的采样率。

存储容量大 O$ ~9 D" [8 ~4 [2 T& J7 A

数据记录在8GB Micro SD卡上。无需再牺牲部署长度或采样率。可用1Hz的频率部署五到六个月。

高效电源 : W1 G/ T' t$ w7 i6 @; e9 v

该仪器使用两节标准碱性AA电池供电,无需充电或更换昂贵的电池。由于电源高效,该仪器可以使用一组电池以1Hz采样频率运行5到6个月。

, d {+ H8 i) |* R* s

海流计的应用:

& c% w/ W$ a* S# ?7 U% k

-珊瑚礁的局部水动力学

* Q5 J' k7 D, p; \2 B! L$ Y

-水产养殖

! H( q; g: b, H$ {7 q, M: @$ \

-河流流量环境监测

$ Y% l1 D& U4 F$ l1 O; X( X

-教育

9 P R- c+ J$ A

海流计的实例数据:

0 `5 C( D; [( I% F ?
8 P% n& ^# \- K ?: B

图1显示了当前的速度和方向是如何随着时间变化的,方向的变化显示为不同的颜色。

6 ~. C5 D: X2 A! ]8 T! L

图2显示了二维彩色图上的波谱,最主要的波浪周期显示为暗红色,最次要的波浪周期显示为蓝色。

" [- [, ]3 `" m: l ' x2 E0 m, v& H' P3 m3 s( i $ S& G) f% f' w' t0 T) h) x * B5 `6 T9 t% _$ Y # U$ {; L5 C3 H. f. K/ _
回复

举报 使用道具

相关帖子

全部回帖
暂无回帖,快来参与回复吧
懒得打字?点击右侧快捷回复 【吾爱海洋论坛发文有奖】
您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册
袁爱忠
活跃在3 天前
快速回复 返回顶部 返回列表