Aplicabilidad de las Medidas de Concentración Acústica en Suspensiones de Sedimentos Artificiales y Naturales Usando un Velocímetro Acústico Doppler
Autores: Chmiel, Oliver; Baselt, Ivo; Malcherek, Andreas
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2018
Acceso abierto
Artículo científico
2018
Aplicabilidad de las Medidas de Concentración Acústica en Suspensiones de Sedimentos Artificiales y Naturales Usando un Velocímetro Acústico Doppler
Categoría
Artes
Subcategoría
Música
Palabras clave
Investigación
Turbulencia
Partículas
Sistemas de medición
Velocímetros acústicos Doppler
Fluctuaciones de concentración
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 34
Citaciones: Sin citaciones
Para la investigación de la turbulencia y las partículas, se requieren sistemas de medición de interacción que sean capaces de medir simultáneamente las fluctuaciones de velocidad y concentración. Los Velocímetros Doppler Acústicos (ADV) se utilizan ampliamente para mediciones de velocidad y turbulencia en flujos naturales y artificiales. Basado en la teoría del sonar acústico, se presenta un modelo que correlaciona la Relación Señal-Ruido (SNR) del ADV y la concentración de sólidos en suspensión de varios sedimentos naturales (Estuario del Ems, Lago Eixendorf, Lago Altmühl) y artificiales (Chinafill, polvo de cuarzo, bentonita, metacaolín) para el rango de 0.001 g/L-50 g/L. Dentro del método presentado, se considera la absorción de sonido en el agua y en las partículas en un enfoque continuo para frecuencias de muestreo de hasta 100 Hz. La relación logarítmica-lineal ampliamente utilizada entre la SNR y la concentración, que solo es válida para bajas concentraciones, se extendió para el régimen de altas concentraciones. Los resultados de las mediciones muestran un comportamiento similar de la SNR con respecto a las diferentes concentraciones de sólidos en suspensión para diferentes sedimentos. Sin embargo, el análisis de los parámetros de ajuste muestra diferencias sistemáticas dependiendo del tipo de sedimento. Se concluye que el modelo propuesto es aplicable tanto para uso en laboratorio como para mediciones en ríos y estuarios. Finalmente, discutimos la fiabilidad de los resultados y la metodología con respecto a las mediciones en ríos, lagos y estuarios.
Descripción
Para la investigación de la turbulencia y las partículas, se requieren sistemas de medición de interacción que sean capaces de medir simultáneamente las fluctuaciones de velocidad y concentración. Los Velocímetros Doppler Acústicos (ADV) se utilizan ampliamente para mediciones de velocidad y turbulencia en flujos naturales y artificiales. Basado en la teoría del sonar acústico, se presenta un modelo que correlaciona la Relación Señal-Ruido (SNR) del ADV y la concentración de sólidos en suspensión de varios sedimentos naturales (Estuario del Ems, Lago Eixendorf, Lago Altmühl) y artificiales (Chinafill, polvo de cuarzo, bentonita, metacaolín) para el rango de 0.001 g/L-50 g/L. Dentro del método presentado, se considera la absorción de sonido en el agua y en las partículas en un enfoque continuo para frecuencias de muestreo de hasta 100 Hz. La relación logarítmica-lineal ampliamente utilizada entre la SNR y la concentración, que solo es válida para bajas concentraciones, se extendió para el régimen de altas concentraciones. Los resultados de las mediciones muestran un comportamiento similar de la SNR con respecto a las diferentes concentraciones de sólidos en suspensión para diferentes sedimentos. Sin embargo, el análisis de los parámetros de ajuste muestra diferencias sistemáticas dependiendo del tipo de sedimento. Se concluye que el modelo propuesto es aplicable tanto para uso en laboratorio como para mediciones en ríos y estuarios. Finalmente, discutimos la fiabilidad de los resultados y la metodología con respecto a las mediciones en ríos, lagos y estuarios.