Бесконтактное измерение расхода при морских исследованиях

Постоянные измерения потока на борту исследовательского судна при измерении скорости звука и калибровки систем акустического эхолотирования для океанической картографии.

Научно-исследовательские суда имеют широкий спектр задач — это научные лаборатории в открытом море - незаменимые инструменты, когда речь идет о понимании око-системы . Они охватывают целый ряд областей морских исследований в области биологии, геологии, геофизики, гляциологии, геохимии, океанографии и метеорологии.

«Метеор» - глобальное многопрофильное научно-исследовательское судно, принадлежащее ФРГ, эксплуатируемое и координируемое компанией диспетчерский центра немецких исследовательских суден Гамбургского университета и управляемое компанией Briese Schiffahrts GmbH & Co. KG/отдел исследовательские судна. Миссии «Метеора» находятся под контролем Федерального министерства образования и научных исследований и Немецкого исследовательского фонда, от имени которого он исследует моря и океаны нашей Земли.

В этом случае судно «Метеор» выполняет, среди прочего, два конкретных рабочих заказа: оно определяет типичные океанографические параметры: проводимость, соленость, температура и плотность поверхностных вод (до глубины около 6 м) с помощью так называемой системы термосалинографии и предоставляет полученные результаты в распоряжение научной базы данных и аналитических систем на суше. Научно-исследовательские учреждения и группы, активно занимающиеся морскими исследованиями, позднее могут использовать эти данные. Например, изменения температуры, измеренные в дельте, дают информацию о том, как изменяются поступления пресной воды в морскую воду. Это позволяет сделать выводы об изменении климата и океанических течений и в конечном итоге дает реальную картину сегодняшней циркуляции океана.

Вторая задача корабля «Метеор» заключалась в постоянном измерении динамичной скорости звука в диапазоне от 1400 м/с до 1800 м/с на поверхности океана, для того чтобы калибровать акустические эхолокационные системы с корректируемой скоростью звука и иметь возможность точно измерять и картографировать морское дно. Неправильно рассчитанная скорость звука приводит к ошибкам в калибровке эхолотов и, в конечном счете, к неправильному картографированию океана.

Оператор поставил несколько требований к системе измерения расхода: наиболее важной характеристикой было бесконтактное измерение расхода морской воды для предотвращения контакта с инвазивными зондами, металлами или пластмассами во избежание химического воздействия на морскую воду и, таким образом, искажения результатов анализа. Технология датчиков также должна быть компактная, чтобы можно было прокладывать короткие трассы трубопроводов без геометрии влияния потока. Так как результаты измерения должны были проходить через несколько интерфейсов, необходимо было устройство, которое предлагало бы широкий спектр сокетов.

Морская компания выбрала расходомер компании Katronic. Два неинвазивных накладных ультразвуковых расходомера типа KATflow 100 были установлены на трубопроводах из поливинилхлорида с номинальным диаметром DN 25 … 40 мм на борту «Метеора».

Океанографические параметры, необходимые для точного определения скорости звука, такие как проводимость, соленость, температура и плотность морской водной среды, постоянно определяются и регистрируются во время рейса «Метеора». Для этого холодная морская вода температурой от 8 до 18 °C постоянно перекачивается через измерительные емкости в проточных системах. Для управления и контроля системной техники элементарное значение имеют технологические параметры расхода и давления, которые также контролируются и регистрируются для последующей проверки данных. Без действительных параметров процесса нет действительных результатов измерения. Дополнительные оптические методы измерения в работе требуют непрерывного потока во избежание турбулентности перед оптическими приборами датчика. Постоянное, не сдвигающееся и термически стабильное измерение расхода потока является абсолютной предпосылкой для управления измерительными устройствами. Как и сама судоходная компания: «В то время как высокоточные и «экзотические» научные датчики во время работы часто ведут себя как недотроги, датчики процесса должны быть прямо противоположными. Здесь требуются стабильность, надежность и прочность».

В целом, результаты непрерывных измерений расхода на «Метеоре» позволяют сделать выводы о состоянии системы в отношении органического загрязнения и осадка в трубопроводных системах и на датчиках и, конечно же, о том, правильно ли настроено управление насосами и клапанами. «В целом, расходомер играет центральную роль. Без измерения расхода все, что мы измеряем в этих системах, на самом деле бессмысленно», - говорит г-н Вольф, один из ответственных технических инспекторов в судоходной компании.

«Briese Schiffahrts GmbH & Co. KG нашла надежного партнера для этой цели - системы измерения расхода от компании Katronic. С 2014 года ученым удалось провести надежную проверку и классификацию определенных данных без сбоев». По сей день система измеряет потоки в системах научного анализа чистой морской воды и архивирует их в качестве доказательств для исследований.

Авторское право: диспетчерский центра немецких исследовательских суден Гамбургского университета