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, M8 A9 ^9 i. I% J 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。
* B5 H* ^$ D6 Z* r4 q4 ^3 Y 一、机械旋桨式海流计
- z$ l" w4 b8 H) k 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。 5 e) g% h" P( d! }+ i8 g
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。
( u, {0 ~6 } N& ` 二、电磁海流计 7 T' K( M$ g G1 G1 T
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。 8 x& {- O! w9 f9 y, m
三、声学多普勒海流计
' p( P. p T+ ~ 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。 9 f7 }( O6 G" u' i& t
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。 ! U0 S0 E) c+ p" }
四、声学多普勒海流剖面仪
+ N* Z" n" b M. [- z0 O1 f; I 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 L s: O+ _$ h, p& n- r1 Q
五、漂流浮标测流 7 e' V! c* B" H/ K6 B
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 Z& k" z8 V8 ~! D. ` 六、Marotte HS海流计
6 _+ ~- B& l2 Q4 n6 V% ^ 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。
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0 o& g( p; X0 w! `1 n5 c% ~+ q 澳大利亚MGL公司——Marotte HS海流计 J! t# E6 [) A. L
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应用场景
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9 H' P5 |/ t& P8 Q7 U7 y) C4 l/ h 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。
/ P* W' s& u: u M 海流计特点: 使用简单# [1 V0 X N; C. 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
+ J5 F u2 F' m# T1 ?( l% d' f 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
1 a0 B0 D K* Z& a3 R 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) i8 M' ~1 C; I k1 z% f. e
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
3 [7 T3 ^9 B6 b( [2 Y/ F3 S 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, a! C# d( ]: i/ o* B! A- c
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。 ( \" f/ _4 v2 D8 X* F1 K) W6 A
海流计的应用: * F3 y' d% ^) |: s5 O- L% f, G8 L
-珊瑚礁的局部水动力学
3 g$ X& b6 f) \, E& Z: |! g* j& V -水产养殖 # x% g# c: z6 Q& B6 u/ X1 n4 ]
-河流流量环境监测 5 _* c7 d5 W2 @
-教育
2 _0 W5 x) t A2 B 海流计的实例数据:
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" `) l# \7 P2 ?0 \2 b. s 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。
! G' ~3 L I5 s: ? 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。 ; s" x$ ?) u( y2 q m' \" C& A
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