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EIN ADCP (Akustischer Doppler-Strom-Profiler, akustischer Doppler-Durchflussmesser) ist ein Typ Sonar das ist gewohnt Meeresströmungen bis in große Tiefen gemessen werden.
Benutzen
Es kann verwendet werden, um Strömungsmuster mit Segeln und sogenannten in sich geschlossen Messungen. Für Segelmessungen wird das ADCP an ein Schiff montiert und Leinen gesegelt, wobei das ADCP über diese Leine Strömungsprofile bis zum Grund misst. Biene in sich geschlossen Für Messungen wird das ADCP in einem Rahmen auf dem Meeresboden platziert, wobei das ADCP an diesem festen Ort Fließgeschwindigkeitsprofile bis zur Wasseroberfläche misst. Das Messprinzip des ADCP basiert auf der Messung der Dopplerverschiebung. Das Instrument sendet einen Impuls mit fester Frequenz aus, der von den Partikeln im Wasser reflektiert wird. Die Bewegung der Partikel relativ zum ADCP erzeugt ein Frequenzänderung (Dopplerverschiebung). Diese Frequenzänderung ist ein Maß für die Geschwindigkeit des Wassers. Mit drei Strahlen kann das Gerät Durchfluss und Richtung bestimmen. Der vierte Strahl ermöglicht es, den Fehler bei jeder Messung zu berechnen
Operation
Das Instrument ist in der Lage, fast die gesamte Vertikale in einer Messung zu messen. Die Vertikale ist in Zellen (Bins) unterteilt. Die Behältergröße ist vom Benutzer in gewissen Grenzen einstellbar. Jede Emission eines Schallimpulses liefert eine Messung der Strömungsgeschwindigkeit und -richtung über die Vertikale. Diese Messung über die gesamte Vertikale wird als Ping bezeichnet. Die Anzahl der Pings, die durchschnittlich heißt Ensemble. Die Ensemble-Dauer ist variabel und hängt von der Zeit ab, die ADCP benötigt, um die Ping-Daten zu verarbeiten. Die Ensemble-Dauer hängt beispielsweise von der Anzahl der gesendeten Pings und der Tiefe ab. Die Anzahl der Pings pro Ensemble kann vom Benutzer eingestellt werden. Die Anzahl der gemittelten Messungen bestimmt zusammen mit der Behältergröße die Genauigkeit der Messung.
Sensoren
Ein ADCP ist mit einer Reihe von internen Sensoren ausgestattet, die Temperatursensor und die Bewegungssensoren - Beschleunigungsmesser zum Beispiel - bestehend aus Trimm- und Fersensensor. Der Temperatursensor kann zusammen mit der festen Pulsfrequenz und dem manuell eingegebenen Salzgehalt zur Berechnung der Schallgeschwindigkeit verwendet werden. Mit diesen Informationen ist es möglich, die endgültige Durchflussmenge und -richtung zu bestimmen. Bewegungssensoren dienen dazu, die gemessene Geschwindigkeit für die Drehung um die Körperachsen zu korrigieren.
Wenn das Instrument während der Fahrt verwendet wird, werden Durchfluss und Richtung relativ zum Schiff gemessen. Das Gerät sendet zwei Arten von Impulsen mit einer festen Frequenz aus. Kurze Impulse verwenden das Instrument, um die Geschwindigkeit und Richtung des Wassers zu messen, und lange Impulse verwenden das Instrument, um die Verschiebung des Instruments relativ zum Grund zu messen (untere Spur). Die untere Spur wird verwendet, um die absolute Durchflussmenge und -richtung zu bestimmen. Neben der Möglichkeit des Bottom-Trackings bietet die Software die Möglichkeit externer Navigationsinformationen wie DGPS und LRK benutzen. Neben der Frequenz (je höher die Frequenz, desto kleiner der Messbereich) wird der Messbereich des Gerätes hauptsächlich durch folgende Faktoren bestimmt: Seitenlappen, Schallabsorption, Verlust durch Abweichungen des Strahls und der Leistung der Schallquelle.
Einrichten
Die ADCP-Wandler befinden sich in einem JANUS-Konfiguration in einem Winkel von 20 bis 30 Grad zur vertikalen Achse. Der Wandler erzeugt das Schallsignal und empfängt auch das Echo. Für größtmögliche Genauigkeit ist ein möglichst schmaler Schallstrahl erforderlich, der möglichst wenig divergiert. Die Bildung von Nebenkeulen ist eine Eigenschaft des Wandlers. Die Hauptkeule befindet sich in der Mitte des Wandlers und enthält die meiste Energie. Die Nebenkeulen, die die ADCP-Messungen am meisten stören, sind mehr als 15 Grad von der Hauptkeule entfernt.
Die Schallabsorption wird bestimmt durch chemisch und physikalische Reaktionen im Wasser und führt zu einer linearen Abnahme der Echoamplitude. Divergenz des Strahls verursacht eine Abnahme der Intensität der Druckwelle. Je weiter die reflektierende Schicht vom Wandler entfernt ist, desto größer ist der Verlust. Dieser Verlust wird teilweise durch die Zunahme der Gesamtzahl der Reflexionen von der reflektierenden Schicht ausgeglichen. Die Stromversorgung eines ADCP kann aus einer Netz- oder Batterieversorgung bestehen. Die Leistung bzw. Intensität der Schallquelle wird durch die Art der Stromversorgung des ADCP bestimmt.