iFlow再海试,超凡实力不容小觑
发表时间:2017-07-21 13:48

试验目的


中海达iFlow RP600是最新推出的国产600KHZ的ADCP产品。为了在实际工作中验证该ADCP测量测流、流向以及水深等各个方面性能,借助RDI最新的RiverPro(1200Khz)进行实时比对测试。


左为iFlow RP600、右为RDI RiverPro


试验环境


选取渤海湾作为试验测试水域,该水域距离海岸约10km,水深5m左右。



仪器安装


试验使用三体船作为ADCP安装的载体。作业船行驶至待测水域,单锚固定,将标准ADCP(TRDI RiverPro)与待测ADCP(iFlow RP600)分别安装到三体船上,并将两艘三体船刚性固定在一起。以保证两仪器所测为近似于同一点的流速数据,随后,开始定点流速测量。




测试方案


在预定测量区域,船舶进行停船抛锚,两款ADCP通过刚性连接并放置在水中,ADCP通过电缆线连接到船上进行供电和数据传输。两个ADCP相应的设置如下:


参数设置iFlow RP600RDI RiverPro
盲区0.5米自适应
单元层厚度0.5米自适应
分层个数30自适应
模糊速度5m/s5m/s
盐度(ppt)2828
输出频率1Hz自适应
ADCP吃水10cm8cm












参数设置后,两个设备同时进行供电、同时进行采集,单次采集时间1小时,采集次数两次,通过这两次数据采集,就可以对比两款设备在同一环境下的流速、流向、水深以及各个参数变化趋势等信息。



数据处理


1 流速等值图对比分析


iFlow_RP600和TRDI RiverPro均可通过流速等值图直观查看河底深度信息与所测流速单元层流速幅值的变化趋势。当日11:30分至12:30分采集数据约3610s,TRDI RiverPro采用自适应的信号发射频率,测得4678组数据组,现场流速等值图如图1-1所示:


图 1- 1 RDI流速等值图-测次1



该次测量iFlow_RP600采用1m分层,每秒输出一组数据,故测得3612组数据,现场流速等值图如图1-2所示:


图 1- 2 iFlow流速等值图-测次1



当日12:40分至13:30分采集数据约2700s,RDI采用自适应的信号发射频率,测得3576组数据组,现场流速等值图如图1-3所示:



图 1- 3 RDI流速等值图-测次2



该次测量iFlow_RP600使用0.5m分层,每秒输出一组数据,故测得2737组数据,现场流速等值图如图1-4所示:


图 1- 4 iFlow流速等值图-测次2



整体观察两测次iFlow_RP600和TRDI RiverPro所测流速,经对比可发现,随着时间推移,所测位置深度逐渐变浅,两组数据测量结果一致。TRDI RiverPro由于频率较高,分层较为细密,但底跟踪深度值测量出现多组跳变值。而iFlow_RP600底跟踪深度测量结果数据较好,与TRDI RiverPro相比更为稳定。而数据质量方面,两者坏呯集合数相近,均能有效测量出试验水域的流速值。



2 各时刻点流速幅值对比分析


TRDI RiverPro与iFlow_RP600数据输出频率不同,且单呯流速测量结果具有随机性,无法将两仪器数据结果一一对比。因此取单呯各实测单元层流速结果平均值作为该时刻点的流速值,绘制图形以分析流速幅值随时间变化趋势。


图2-1显示了测次1中,TRDI RiverPro与iFlow_RP600的流速幅值时序图,以及两者对比图。


图 2- 1流速幅值对比图-测次1



图2-2显示了测次2中,TRDI RiverPro与iFlow_RP600的流速幅值时序图,以及两者对比图。


图 2- 2 流速幅值对比图-测次2



对比以上两组数据发现,受水下涡流和水中散射体运动随机性等因素的影响,ADCP单次流速测量值本身具有随机性,但流速范围与变化趋势仍具有可参考性。两侧次中,TRDI RiverPro与iFlow_RP600的流速范围均在0~0.8m/s内,且随着时间推移,流速值存在减小的趋势,两者趋势一致。



3 各时刻点流速方向对比分析


TRDI RiverPro与iFlow_RP600均提供导航图,以直观地显示航行轨迹与流速方向。测次1中,TRDI RiverPro与iFlow_RP600的导航图结果分别如图3-1和图3-2所示:


图 3- 1 RDI导航图-测次1


图 3- 2 iFlow导航图-测次1



测次1中,TRDI RiverPro与iFlow_RP600的导航图结果分别如图3-3和图3-4所示:



图 3- 4iFlow导航图-测次2



观察两组导航数据,TRDI RiverPro与iFlow_RP600航迹存在细微差别,主要由于两台设备内部的磁罗经测向精度较差且易受铁磁性物质的影响造成,但整体趋势基本一致。四组数据流向朝东向,与实际情况相符。



4 平均流速对比分析


定点测试时,ADCP所测流速具有瞬时性和实效性,故而孤立的分析瞬时流速和所有流速的平均值都很难对TRDI RiverPro与iFlow_RP600的测流结果进行比较。因此,数据处理时,分别对TRDI RiverPro与iFlow_RP600的测流结果数据取60点的平均,平均速度可显示速度变化趋势,且可以对两设备所测流速进行逐一比对,计算流速差值。测次1中TRDI RiverPro与iFlow_RP600平均速度对比图如图4-1所示:



图 4- 1平均速度对比图-测次1


图 4- 2 平均速度差值-测次1



测次2中TRDI RiverPro与iFlow_RP600平均速度对比图如图4-3所示:



图 4- 3 平均速度对比图-测次2


图 4- 4 平均速度差值-测次2


     

观察以上两组数据可以发现,分别对数据进行平均处理后,测次1中,TRDI RiverPro与iFlow_RP600平均速度差值绝对值的平均值为0.017m/s,最大值为0.08m/s;测次2中,平均速度差值绝对值的平均值为0.015m/s,最大值为0.07m/s。因此,TRDI RiverPro与iFlow_RP600所测流速基本一致,流速差值较小。



试验结论


分别对TRDI RiverPro与iFlow_RP600的速度等值图、各时刻速度幅值、各时刻速度方向以及平均速度的分析,可以得出以下结论:


1. 与TRDI RiverPro数据结果相比,iFlow_RP600测量的流速单元数据质量良好,且底跟踪深度测量结果较TRDI RiverPro设备更为稳定。


2. 流速幅值方面,由于TRDI RiverPro与iFlow_RP600数据输出频率不同,不能一一比较,但速度幅值时序图所呈现的流速幅值趋势一致。


3. 流速方向方面,TRDI RiverPro与iFlow_RP600均提供导航图以方便观察航迹与流速方向,两者航迹基本一致,且流速方向都朝东向,与实际情况相符。


4. 平均流速方面,TRDI RiverPro与iFlow_RP600的瞬时流速进行60点数据平均处理,得出平均流速时序图与平均速度差值时序图。两者流速基本一致,流速差值绝对值平均值为0.015m/s左右,最大值控制在0.08m/s以内。


5. 软件方面,中海达iFlow测流软件相对于进口TRDI的测流软件,软件界面更为友好美观,操作简洁方便,且可以提供一定的软件定制服务,具有较大优势。
综上所述,将TRDI RiverPro作为标准ADCP,中海达iFlow_RP600型号ADCP产品的测流结果基本一致,设备性能相近,可以达到海流测量要求。


文章分类: 企业资讯
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