海底泥沙原位測試環形水槽平臺

產品介紹:

        平臺主體是一個環形水槽，放置于實驗室內，水槽內部的水循環驅動系統可讓水槽內的水體產生單向或往復循環流動，流速從低到高逐級加速，模擬真實海洋環境中的流速變化。安裝在水槽內部的傳感器包括流速儀、濁度儀和溶氧儀等，可監測不同流速下的沉積物的懸浮和沉降（侵蝕與淤積），平臺自動進行測試并采集數據。

平臺部件及集成的設備介紹如下：

該水槽是主要應用于實驗室內再循環環形流動水槽，圖1顯示的是位于南安普頓的NOCS實驗室的水槽，水槽深度為1.2m。

1、水槽尺寸：

水槽包含1個環形流動渠道，徑向方向上約0.15m寬，深度為1.2m。整個水槽的外直徑為2/2.016m，內直徑1.7/1.684m。

水槽壁厚：8mm

2、結構和材料：

水槽流動通道制造材料為商業級的、透明的澆筑亞克力板，用戶可以很清楚直觀的觀察到沉積物運移的整個過程。可以使用水管從水槽頂部進行注水，水槽頂部沒有蓋子。

水槽的整體結構框架采用AISI316 不銹鋼制造，框架的高度可以根據需要進行定制。

水槽的底部是8mm澆筑的亞克力板，含有1個排水孔塞，用來將水槽渠道內的水和沉積物進行沖洗并排出。注意：若要進行沖洗排出水和沉積物，水槽需要高于地面來安裝，安裝在平臺上或支腿上（客戶自備）。

3、驅動和供電：

水槽內安裝有8個等間距的、不銹鋼或塑料的驅動漿，用來在水槽內驅動水體流動。這些驅動漿連接到水槽中心處的齒輪馬達。馬達為單相供電230VAC/1500W。

ABB頻率轉換器用來調整驅動漿的速度，以此在環形水槽中產生一系列不同的流速。驅動漿本身設計為一定形狀（彎曲形狀），來補償環形水槽中產生的已知徑向流。

標準使用情況下，驅動漿旋轉速率范圍為：0.01-1m/s。可以使用更高的旋轉驅動速率，但是必須要注意的是高速率會產生空化效應，從而擾亂流型流態。

在NOCS實驗室的水槽，使用的驅動速率通常為0.05-0.6m/s。

可以根據水槽內不同實驗水深的要求，來調節水槽內驅動漿的高度。

4、安裝傳感器：

水槽通道壁面上可以加工出一系列的端口，用來安裝并固定一系列的傳感器，測量水槽中水體的流速以及沉積物的相關參數。

通常這些參數包括：流速（中層深度），濁度（3個深度層位），溶解氧。

在水槽通道外壁上還有一個水體取樣端口，可以在實驗測試過程中，從水槽中的水體抽取水樣進行后續分析。

廠家提供流速儀、濁度儀、溶解氧傳感器以及數據采集器，用戶選擇購買。

需要注意的是廠家提供的流速儀是電磁海流計，而不是Nortek的Vectrino威龍（NOCS水槽使用的）。Patrac公司提供的實驗室水槽系統是*集成的系統，可以通過一個數據采集控制器來同時采集所有傳感器的參數數據，并對采集的數據進行實時查看和顯示。

傳感器和數據采集器不包含在基本的水槽價格中，如果用戶想要使用聲學海流計（Nortek

Vectrino威龍），Patrac也可以提供。

通過實驗室分析可以得到下列科學數據：

1. 泥沙再懸浮臨界力Critical entrainment stress (t0crit)

2. 靜水質量沉積速率Stillwater mass deposition rate (M)

3. 侵蝕率—應力關系Form of the erosion rate – stress relationship(e -t0)

4. 侵蝕沙粒粒徑(通過水樣采集分析) Eroded particle size versus t0 (via water sampling)

5. 推移質輸沙率Bedload transport rate (qb)

6. 污染物和營養物交換(通過采集的水樣測試) Contaminant and nutrient flux (via water sampling)

7. 中值沉降速度Median settling velocity ((ws)

8. 臨界沉降力(通過摩擦力計算)   Critical deposition stress (by fraction) (td)

9. 海床粗糙度&生物特性 Bed roughness & biological attributes