báo cáo thực tập môn học thuỷ văn công trình

1 Lắp đặt thiết bị khi đo c Lắp đặt khung treo thiết bị + Lấy khung treo máy DCS ra, tháo các bulông ở các vòng bảo vệ ra + Tháo bulông liên kết ở 2 đầu khung máy OBS ra, đặt khung vào t

Báo cáo thực tập Môn Học : Thuỷ văn công trình

Mục lục:

Trang

Chương 1:Các thiết bị thực hành lấy số liệu thủy văn 2 Chương 2:Thăm quan đài khí tượng thủy văn Phù Liễn ………….39 Chương3:Thăm quan thực tập tại trạm thủy văn Hòn Dáu……….47 Chương4:Tínhtoán và xử lý số liệu đođạc……… …….53

CHƯƠNG I: CÁC THIẾT BỊ THỰC HÀNH LẤY SỐ LIỆU THUỶ VĂN 1.1 Thao tác vận hành thiết bị

1.1.1 Thao tác hệ tời cáp và vận hành các thiết bị trong khảo sát thuỷ văn:

1.1.1.1 Hệ thống tời cáp treo:

1) Cấu tạo:

Bao gồm một khung thép, mỗi đầu có 4 bulông 12 mũi vát nhọn dùng đểxiết cố định vào mạn tàu hoặc mép bến… Trên khung có gắn trống tời bằng thépkhung dùng để quấn cáp Cáp sử dụng là loại dây cáp thép bện 6 Trên trốngtời có vành thép hàn các răng hãm ăn khớp với chốt hãm để cố định vị trí trốngtời Một tay quay gắn vào trục tời để quay trống khi cô hay xông dây

Khung tời được liên kết với một giá chữ A bằng 4 bulông 6 Giá này

có thể tháo rời khi không sử dụng Trên giá có ròng rọc để dẫn cáp

+ Luồn cáp từ trống tời qua đai bảo vệ ròng rọc trên giá chữ A

+ Dùng một sợi cáp quấn sẵn trên khung tời neo vào một vị trí cố địnhtrên tàu để đề phòng rơi xuống nước khi lắp đặt

+ Đặt khung tời vào gờ mạn tàu, một người giữ, một người xiết chặtbulông vào Chú ý đứng vững, trường hợp nguy hiểm phải đeo dây bảo hiểmhoặc áo phao Không làm rơi dụng cụ khi thao tác

Hình 1.1 Hệ thống tời kéo sau khi lắp đặt

1.1.1.2 Công tác triển khai thiết bị ở hiện trường:

Khi đi khảo sát trên tàu các thiết bị cần mang theo là:

1 Máy đo dòng chảy cầm tay 1 bộ Thùng màu đen

2 Máy đo mực nước cầm tay 1 bộ Thùng màu đen

3 Máy đo nồng độ bùn cát OBS – 3A 1 bộ Briefcase màu đen

4 Máy tính sách tay dùng cho OBS và

Valeport 105

1máy

5 Acquy cấp nguồn cho các máy 4 chiếc

6 Bộ đổi điện AC/DC converter 1 bộ Cấp nguồn 220V cho

máy tính

7 Khung máy đo dòng chảy 1 bộ

9 Khung gắn đầu đo mực nước 1 bộ

Các thiết bị khác như RCM, WTR là thiết bị dạng trạm máy nên ít khi dùng

để mang đi đo mà thường lắp hay thả cố định tại một vị trí, khi cần mang theonhững thứ sau :

2 Máy đo sóng và triều WTR 2 bộ Mang 1 hoặc 2

3 Cuộn cáp 200m của máy Aanderaa 1 bộ

Khi khảo sát các thông số thuỷ văn thông thường láy 3 số liệu vè dòngchảy, mực nước, độ đục Số liệu về dòng chảy có thể dùng máy Valeport 105hoặc DCS Ở đây trình bày các bước lấy số liệu với 3 thiết bị : DCS, WLTS,OBS – 3A

1) Lắp đặt thiết bị khi đo

c) Lắp đặt khung treo thiết bị

+ Lấy khung treo máy DCS ra, tháo các bulông ở các vòng bảo vệ ra

+ Tháo bulông liên kết ở 2 đầu khung máy OBS ra, đặt khung vào thanhthép đứng của khung máy DCS, áp 2 tấm thép lại và xiết chặt bulông

+ Khung của đầu đo mực nước WLTS được gắn cùng vào khung DCScũng bằng bulông và tấm thép

+ Lần lượt đặt các đầu đo vào

Đầu đo DCS đặt vào khung sao cho lỗ trên chốt dưới đầu đo lồng vào chốtngang trên khung máy, rãnh phía trên của đầu đo ăn khớp với đai gắn trênkhung Ráp các vòng bảo vệ lại và xiết bulông

Đầu đo mực nước cũng đặt sao cho lỗ trên chốt dưới lồng vào chốt ngang,phần thân đầu đo được cố định vào khung bằng 1 hoặc 2 lạt nhựa

Máy OBS được thả vào lồng, phần dưới được cố định vào thanh ngang củakhung bằng ma-ní treo sẵn ở đó

+ Dùng lạt nhựa cột 3 sợi cáp của 3 đầu đo lại thành bó với khoảngcách 50cm/lạt Chiều dài buộc lạt khoảng 2m để tránh dây cáp vướng vào nhau + Treo cá chì vào ma-ní dưới khung treo, có thể không dùng cá chìnếu vận tốc dòng chảy nhỏ

+ Móc đầu cáp chịu lực vào ma-ní trên khung treo

+ Thả toàn bộ máy và cá chì xuống vị trí đo

2) Thao tác đo trên một thuỷ trực

Tuỳ theo yêu cầu khảo sát mà ta phải tiến hành đo ở 5 hoặc 3 vị trítrên thuỷ trực Ở đây thông thường đo 5 điểm: đáy, 0.8H, 0.6H, 0.2H, mặt

3) Kết thúc đo và thu dọn thiết bị :

+ Kéo tời cáp và nâng thiết bị lên tàu

+ Tháo các đầu đo ra khỏi khung, dùng nước ngọt rửa các đầu đo chohết bùn đất bám vào Cất trở lại thùng

+ Dùng khăn sạch lau khô các thiết bị và lắp các đầu bịt kín nước trởlại Thu dây cáp

+ Cất các đồ phụ kiện vào hộp dụng cụ, thu dọn máy tính, bộ đổiđiện, ácquy.

+ Các bulông đai ốc tháo ra sau đó vặn trở lại với nhau tránh thất lạc

1.2 Các thiết bị trong khảo sát thuỷ văn

1.2.1 Thiết bị đo nồng độ bùn cát OBS -3A

1.2.1.1 Đặc trưng kỹ thuật thiết bị:

- Tên thiết bị : máy đo dộ đục và nồng độ bùn cát lơ lửng OBS - 3A

- Hãng sản xuất : D&A Instrument company-USA

- Mô tả thiết bị : OBS-3A là thiết bị kết hợp đầu đo quang học tán xạngược để đo nồng độ chất rắn lơ lửng và độ đục với các đầu đo áp suất, nhiệt độ

và độ dẫn điện trong một thiết bị có khả năng lưu trữ Phần mềm đi kèm chạy

trên Windows Người sử dụng có thể kiểm tra, hiệu chỉnh đầu đo, lên chươngtrình và lựa chọn chế độ ghi trên PC Khi khảo sát số liệu được hiển thị tức thời

và được ghi lại Khi vận hành tự động thiết bị lưu trữ số liệu dưới dạng ASCIItrong bộ nhớ RAM, có thể tải về xử lý sau

- Máy hoạt động bằng nguồn điện ngoài qua acquy hoặc nhờ pin gắn trongmáy

1.2.1.2 Cấu tạo thiết bị :

1 thân máy OBS

2 cuộn cáp nối ( cáp dẫn điện và cáp tín hiệu )

3 dây cáp tín hiệu ( nối OBS và PC )

4 đầu bịt chắn nước

1.2.1.3 Nguyên lý hoạt động

OBS-3A hoạt động theo nguyên lý quang học tán xạ ngược Đầu đo phátvào môi trường nước chùm tia hồng ngoại, các phần tử chất rắn lơ lửng trongnước sẽ phản xạ trở lại chùm tia này Một đầu đo khác sẽ thu các bức xạ trở lại

đó và tính toán ra nồng độ chất rắn lơ lửng trong nước thông qua sự biến đổinăng lượng của nguồn phát và bức xạ thu lại Áp suất được đo bằng một đầu đodạng màng mỏng Nhiệt độ được đo bằng một nhiệt điện trở

1.2.1.4 Thao tác sử dụng máy

1) Cài đặt phần mềm :

Chỉ cần copy các file vào máy tính, không cần thực hiện cài đặt Để chạychương trình cho chạy OBSALPAT.exe

2) Kết nối thiết bị :OBS được kết nối theo 2 sơ đồ

+ sơ đồ tiêu chuẩn : sử dụng khi kiểm tra, hiệu chỉnh máy hoặc vận hànhmáy ở chế độ Survey OBS kết nối với nguồn điện và PC qua dây cáp

+ sơ đồ hoạt động đơn lẻ : sử dụng khi máy hoạt động ở chế độ Logging.OBS không nối với PC và chỉ dùng pin trong máy

3) Bật thiết bị

+ OBS-3A được cấp nguồn bằng pin hoặc điện nguồn cấp từ trên bờ

+ Để bật thiết bị dùng tuốcnơvít xoay công tắc từ từ sao cho 2 điểm trắngtrùng nhau, tiếp tục xoay thêm 1800

Hình 4.1 Sơđồ kết nối thiết bị

4) Kiểm tra các đầu đo trước khi sử dụng:

+ Sau khi đã kết nối thiết bị với máy tính, khởi động chương trình, chươngtrình sẽ tạo ra một file lưu trữ dữ liệu mới và yêu cầu xác nhận Nếu không cóthể mở 1 file đã có hoặc tạo một file có tên người sử dụng tự đặt

+ Chương trình chạy và xuất hiện giao diện có các nút lệnh và cửa sổ dữliệu

Đồng bộ hoá đồng hồ của PC với đồng hồ của máy bằng cách nhấn nútClock

+ Kiểm tra sensor : bấm Open Plot, vẩy tay trước đầu đo OBS và thổi vàođầu đo áp suất Nếu trên đồ thị kết quả biến đổi thì máy hoạt động tốt

5) Lắp thiết bị vào giá treo

+ Thả máy vào lồng thép và dùng một ma-ní cố định phần đuôi máy vàothanh ngang của lồng, giúp máy khỏi bị tuột ra khi sử dụng

+ Kiểm tra lại các kết nối của máy với dây cáp và nguồn điện, đảm bảo cáckết nối thông suốt

+ Bật phần mềm và thực hiện thao tác kiểm tra đầu đo

+ Treo cá chì vào ma-ní phía dưới đầu dây cáp treo

+ Nhẹ nhàng thả máy và cá chì xuống vị trí đo, khi thả chú ý cẩn thận,người cô dây phải cô ngắn dây lại và thả tời từ từ cho máy xuống dần dần vìkhối lượng của cá chì khá nặng ( 20 kg )

-Khi sử dụng máy với đầu đo dòng Doppler

Cả đầu đo dòng Doppler và OBS cùng được gắn trên một khung thép.Khung của máy OBS được gắn vào khung chính ( của đầu đo dòng Doppler )bằng 2 bản thép và bulông OBS vẫn được lắp vào khung của nó giống như khitreo vào cáp, chỉ khác là ta gắn khung đó vào khung chính ( hình vẽ )

Hình 4.3 Các thao tác treo máy vào khung

6) Vận hành máy

+ Chế độ Survey :

- sử dụng kết nối tiêu chuẩn

- bật máy, kiểm tra chế độ làm việc

- thả máy xuống độ sâu cần khảo sát

- nhấn nút Start Survey để bắt đầu đo

+Chế độ Logging :

- sử dụng kết nối tiêu chuẩn

- bật máy, kiểm tra chế độ làm việc

- nhấn nút Clear Memory at start ò Log

1.2.2 Lưu tốc kế tự ghi Valeport 105:

1.2.2.1 Đặc trưng kỹ thuật thiết bị

Hình 1.1 Lưu tốc kế tự ghi Valeport model 105

- Tên máy : lưu tốc kế tự ghi Valeport 105

- Công dụng : đo và ghi lại vận tốc, hướng dòng chảy Thiết bị cũng đượclắp thêm đầu đo nhiệt độ và áp suất

Số liệu đo được ghi lại ở bộ nhớ trong của máy và có thể được truyền trựctiếp về máy tính qua cáp tín hiệu

- Nhiệt độ : - 5350C, độ chính xác 0,20C, độ phân giải 0,0150C

- Áp suất : dải đo 50/100/200/500 dBar, độ chính xác  2% FS

2) Các thành phần của máy

- Thân máy Valeport ( bộ phận thả xuống nước ) - Fish

- Tời cáp 50m : cáp tín hiệu và cáp điện, cáp có thể chịu trọng lượng tới

100 kgf

- Cáp ngắn để nối Fish với PC

+ Phía sau máy có 2 điện cực của công tắc nguồn Khi thả máy xuống nước

sẽ đóng mạch và bật máy Như vậy nếu được cấp nguồn thì máy sẽ tự động bậtkhi thả xuống nước nhờ các ion trong nước biển

+ Khi cần bật máy trên bờ để kiểm tra, hiệu chỉnh có thể dùng “ kẹp cá sấu

“ đi kèm để nối 2 điện cực bật máy như hình bênDùng kẹp cá sấu bật Valeport

2) Kết nối thiết bị : có 2 sơ đồ kết nối

+ Sơ đồ tiêu chuẩn : Fish kết nối trực tiếp với nguồn điện và PC để đo,truyền trực tiếp số liệu về máy tính

+ Sơ đồ làm việc đơn lẻ : Fish không nối với PC, số liệu đo được lưu trữtrong bộ nhớ trong của máy

3) Lắp đặt máy vào hệ thống tời cáp

+ Kết nối máy tính theo sơ đồ tiêu chuẩn

+ Móc ma-ní trên vòng treo trên thân máy vào móc treo của dây cáp ( ở đâydùng dâu cáp thép, không dùng dây cáp tín hiệu của Valeport mặc dù nhà sảnxuất cho phép việc đó để tránh hư hỏng khi sử dụng

+ Treo cá chì vào ma-ní phía dưới thiết bị

+ Thực hiện kiểm tra máy

+ Nhẹ nhàng nâng máy và cá chì thả xuống nước, khi thả chú ý bố trí ngườithao tác cô dây tời và thả ra từ từ để tránh làm máy bị va đập gây biến dạng lồngbảo vệ cánh quạt

+ Tháo kẹp cá sấu, thả máy xuống nước bắt đầu đo

+ Trong phần mềm vào Display để chuyển các dạng hiển thị kết quả

5) Sử dụng phần mềm DataLog vận hành máy Valeport:

Phần mềm DataLog được cung cấp kèm theo thiết bị Để sử dụng trướctiên cần cài đặt nó vào đĩa cứng máy tính Sau khi cài xong ta có thể sử dụng nó

để điều khiển hoạt động của máy

*Khởi động phần mềm :

Sau khi thiết lập kết nối cho thiết bị xong, khởi động phần mềm DataLog+ Vào menu Setup > Port để xác lập phương thức giao tiếp với máy ( quacổng COM 1 hay COM 2 )

+ Vào menu Setup > Connect thể thiết lập các thông số ban đầu

- Sample period : số mẫu lấy/s

- Set time : cài đặt thời gian

- Everaging period : chu kỳ lấy mẫu trung bình

MODE : cài đặt chế độ làm việc - Dir : chế độ hiển thị trực tiếp

- Log : chế độ tự ghi

- Dir & Log : hiển thị và tự ghi đồng thời

*Khởi động máy : chọn RUN

*Điều khiển hiển thị kết quả : chọn DISPLAY

+ Full : hiển thị toàn bộ các thông số đo, thông số nào không có dữ liệu sẽhiển thị ở dạng chữ nghiêng

+ Brief : chỉ hiển thị các thông số đo có dữ liệu

Hình 3.3 Hiển thị các thông sốđo

*Tuỳ chọn : OPTION

Trong Option ta có thể cài đặt một số các thông số:

+ Constant : dạng hiển thị theo tiêu chuẩn Anh quốc ( UK ) hay quốc tế( Intenational )

+ Units : dạng thể hiện đơn vị dòng chảy và tốc độ âm thanh ( m/s, hải lý,ft/sec )

Hình 3.5 Dạng hiển thịđơn vị dòng chảy và tốcđộâm thanh

1) Đầu đo dòng RCM Doppler 3920 ( DCS ):

- Cấu tạo : Doppler Current Sensor, có dạng hình đĩa dày 45mm, đườngkính ngoài 120mm, bên dưới có 1 ổ cắm 10 chân Đầu đođược gắn vào thết bị bằng đầu ra 86mm Bốn bộ chuyển âmbằng gốm cách điện đặt vuông góc quanh thân đầu đo

Hình 1.1 Thiết bị RCM 9 –MKII, đầuđo Doppler Curent Sénor vàđầuđo áp suất

-Nguyên lý hoạt động : dựa trên cơ sở của hiệu ứng Doppler Đầu đo truyền

600 xung âm thanh tần số 2MHz theo dạng chuỗi vào nước trong khoảng thờigian đo Khi âm thanh truyền đi, một phần của năng lượng sẽ được các hạt nhỏhay các bóng khí nhỏ trong nước phản hồi lại Năng lượng tán xạ ngược trongkhoảng 0,42,2m từ đầu đo sẽ được bộ chuyển đổi thu thập phân tích tìm ra sựthay đổi về tần số Hướng của dòng được xác định bằng cách lấy số đo của cáctrục x, y và bù trừ độ nghiêng bằng đầu đo độ nghiêng dung dịch điện phân, cótính đến từ trường Bắc la bàn hiệu Hall bên trong

2) Đầu đo nhiệt độ 3621:

Cấu tạo là một nhiệt điện trở Fenwall GB32JM19 được đặt trong một chốtthép không gỉ, gắn trên máy bằng trục 16 mm và nhô ra trong nước Nhiệt điệntrở đúc trong một chốt bằng polyethan Một thay đổi bộ phận của nhiệt độ cần

12 giây để đạt được 63%

Nhiệt điện trở và một bộ các điện trở khác sẽ đưa ra các thông số về nhiệt

độ Giá trị này thay đổi theo các dải đo : cao ( 9,81  36,360C ), thấp ( -2,7 

21,770C ), rộng ( -0,64  32,870C ) và Bắc cực ( -3,01  5,920C )

3) Đầu đo độ dẫn 3691:

Đo độ dẫn trong nước bằng một phần tử cảm ứng đúc trong nguyên liệupolyethan

4) Đầu đo áp suất 3815:

AS được đo bằng STS ( Sensor Technik Sirnach ) kiểu TD15 Nó là mộtống trụ nhỏ đúc trong polyethan lắp vào mặt trên của RCM bằng chốt 16 mm,nối với bảng điện tử Các dải đo khả dụng là : 0  700/3500/7000 kPa và 0 

20 MPa Áp suất được đo bằng cầu kháng áp, điện áp đầu ra được khuyếch đạiđưa ra tín hiệu đo tiêu chuẩn

5) Đầu đo độ đục 3612:

Đo bằng tia hồng ngoại tán xạ ngược Hai điốt phát xạ và 1 điốt quanghướng vào một điểm chung theo góc 150 Trong 1 chu kỳ đó điốt phát xạ lạiphát sáng 1 lần và ánh sáng phản hồi được điốt quang thu lại Các tín hiệu đượcthu thập bằng đầu dò IR, so sánh, cỉnh lưu và đưa ra kết quả đo Độ sâu tối đa là

2000 m

6) Đầu đo ôxy 3675:

Độ sâu tối đa 2000 m, dùng để đo oxy hoà tan trong nước Dựa trên một

bộ dò oxy bằng đồng hồ oxyquard chuyển đổi thàn tín hiệu tiêu chuẩn Dải đo 0

 20 mg/l và độ chuẩn xác là 0,8 mg/l

7) Hộp chịu áp suất:

Là một ống làm bằng hợp kim đồng OSINIL ( 95%Cu, 3.5%Ni, Si ) Nắpdưới làm bằng thép không gỉ chống axit không từ Có một vòng chữ O gắn vào

đầu dưới hộp áp suất và một đế bằng cao su Đầu trên có khe tròn để chốt kẹpvào giữ mặt trên hộp chịu áp suất.

Bên ngoài phủ sơn epôxy dạng tĩnh điện, bảo vệ các bộ phận được che phủkhỏi ăn mòn trong nước biển Các bản tựa của vòng chữ O được mạ nikel.Người ta gắn vào khung máy các điện cực kẽm bảo vệ ăn mòn

Bảng 1.1 Các kênh hiển thị kết quả của máy

Kênh 1 Tham chiếu

Là số cố định để kiểm tra hoạt động củamáy nhằm khôi phục lại các tham số xuấtxưởng

 50 nếu máy nghiêng từ 0 – 150

 7,50 nếu máy nghiêng từ 15 – 350

10) Các bộ phận bên trong hộp chịu áp suất:

* Bảng điện tử 3623 : chứa mạch điện chính của thiết bị, điều khiển chức

năng chính :

Hình 1.2 Các bộ phận bên trong hộp chịuáp suất

+ Bộ điều chỉnh điện áp và nguồn điện áp cầu

+ Mạch dồn kênh và đầu đo

+ Mạch so sánh và cân bằng cầu

+ Mạch kiểm soát và bộ vi xử lý

+ Mạch đo xung đầu ra và khởi động từ xa

+ Bộ phận tạo sóng âm thanh

+ Đồng hồ điện tử

*Các nút điều khiển

+ Núm chọn kênh : lựa chọn số kênh từ 4 - 8 Vị trí đầu tiên là On/Off.Thông thường thiết bị làm việc với 7 kênh, kênh còn lại cho đầu đo tuỳ chọn+Núm điều khiển đồng hồ (Recording Interval) kích hoạt các khoảng thờigian đo từ 1-120’ Ngoài ra núm còn có vị trí Non-Stop : không nghỉ và R( remote start only ) : chỉ khởi động từ xa

+ Núm điều khiển dải đo độ dẫn ( Conductivity Handle ) gồm dải đo tiêuchuẩn

0-74 mS, 24-38 mS và tuỳ chọn 0-2 mS, do người dùng tự xác định

+ Núm điều khiển dải đo nhiệt độ ( TemperatureRange ) gồm các dải đo :Bắc cực ( Artic ), cao, thấp, rộng

*Bộ lưu dữ liệu ( Data Storage Unit – DSU 2990 )

Bảng cứng bằng polyethan mật độ thấp Gồm 1 bộ EEP-ROM lưu dữ liệu.Phía trên có ổ cắm 6 chân cho đầu vào-ra dữ liệu, 1 màn hình tinh thể lỏng thểhiện số dữ liệu đã ghi

Trong DSU có đồng hồ điện tử thời gian thực có thể đặt trước để ghi thôngtin thời gian đo Trong khoảng nhiệt độ -10  450, sai số 0,2 giây/ngày

DSU có 2 kiểu: kiểu 2990 lưu được 65500 từ dữ liệu 10bit, kiểu 2990E lưu

262000 từ dữ liệu Thiết bị tự khoá cổng khi đầy dữ liệu

DSU nhận diện từ pin của RCM khi bật công tắc, khi ngắt điện, DSU có 1pin AA 3.4 Volt, 1.9 Ah cung cấp cho màn hình và đồng hồ

*Pin kiềm 3614RCM9-MKII sử dụng pin kiềm 6EA 1.5V đặt trong khốibọt polythan, kích thước 37x106x130 mm, có các chốt nối pin tiêu chuẩn, côngsuất 15Ah và điện áp 9V

1.2.3.2 Thao tác sử dụng thiết bị:

1) Tháo lắp thiết bị và cài đặt các thông số

+ Nới lỏng núm ở khung neo, nhẹ nhàng đưa thiết bị ra khỏi khung

+ Tháo 2 kẹp chữ C ở nắp trên và đưa cả khối ra khỏi hộp áp suất

+ Đặt núm chọn khoảng thời gian ghi như mong muốn

+ Kiểm tra xem dải đo độ dẫn và nhiệt độ đã đặt như mong muốn chưa+ Đặt núm lựa chọn On/Off đến số kênh tương ứng với số đầu đo được lắpđặt Thiết bị sẽ được khởi động tức thì, DSU sẽ ghi thông tin về thời gian và mộtchu kỳ đo của các kênh đã chọn

+ Đưa thiết bị vào hộp áp suất Kiểm tra chắc chắn vòng chữ O được đặtđúng chỗ ở nắp đáy trên Xiết các kẹp chữ C đến khi nắp trên nằm đối diện vớimép tròn của hộp áp suất

+ Không vặn quá chặt để tránh làm hỏng kẹp chữ C

+ Kiểm tra chắc chắn là có 1 nắp bảo vệ đã được lắp vào thiết bị điện cuối.Đặt thiết bị vào khung neo Xiết các ốc trên khung neo để giữ thiết bị

2) Sử dụng thiết bị trong khảo sát thủy văn:

Thiết bị có 2 cách thả neo đặc trưng là kiểu chữ I và chữ U Kiểu chữ Uphù hợp cho vùng nước nông Kiểu chữ I có thể áp dụng cho mọi loại độ sâu.Thiết bị còn dùng để đo mặt cắt vì nó còn có kết cấu gọn, lực cản thấp Người tacòn thả thiết bị từ thuyền với 1 tời đơn giản Dữ liệu được đọc ngay trên mànhình theo thời gian thực qua cáp nối hay lưu lại trong DSU và đọc sau khi vớtlên Ngoài ra thiết bị còn có thể gắn vào 1 chân đế nặng để đo

Hình 2.1 Sơđồ mô tả cách sử dụng thiết bị trong thủy văn

3) Trục vớt thiết bị và tháo lắp DSU

+ Đầu tiên phải làm sạch và lau khô thiết bị rồi mới được mở ra

+ Đợi cho đến khi thiết bị khởi động trở lại và kết thúc 1 chu kỳ ghi ( theodõi màn hình DSU )

+ Vặn núm lựa chọn kênh về Off

+ Tháo DSU ra khỏi bộ ghi bằng cánh nới 2 khoá bấm ở đầu cuối của thiết

bị Kéo DSU ra, cầm phần đầu dưới DSU và ấn xuống để đưa nó ra khỏi bộ nốiphía trên

Hình 2.2 Tháo DSU ra khỏi máy

1.2.3.3 Xử lý số liệu:

Thông tin lưu trữ trong DSU được đọc bằng bộ đọc DSU ( DSU reader

2995 ) bằng cáp nối từ DSU qua DSU Reader tới máy tính.Dữ liệu được đọc và

xử lý bằng phần mềm đọc dữ liệu DPR 5059 ( Data Reading Program 5059 ) củaAanderaa

Quá trình đọc và xử lý số liệu được mô tả qua hình sau:

Các số liệu thô từ DSU được chuyển thành các số liệu kỹ thuật bằng phầnmềm 5059

1.2.4 Thiết bị đo sóng và triều WTR9

WTR 9 ( Wave and Tide Recorder ) là thiết bị đo các thông số sóng, mựcnước và nhiệt độ Các thông số sóng và triều đo dựa trên việc đo áp suất bằngđầu đo áp suất độ chính xác cao

1.2.4.1 Đặc trưng kỹ thuật thiết bị:

1) Thông số kênh đầu ra của máy như sau:

+ Tham chiếu

+ Nhiệt độ

+ AS thủy tĩnh có ý nghĩa nhất

+ AS thủy tĩnh phần ít ý nghĩa nhất

+ Chiều cao sóng có ý nghĩa Hmo

+ Chu kỳ trung bình của sóng Tmo

+ Chiều cao tối đa E [Hmax]

+ Nhiệt độ bảo quản -30  400C

Loại đầu đo: Đầu đo áp suất thạch anh :

- Cổng vào: 8mm trên nắp máy

- Dải đo: 0 - 690 kPa (  độ sâu 0 - 60m )

+ Kênh 6: chu kỳ trung Đo AS trong 512s ở tần số 2Hz

bình qua điểm 0 - Độ phân giải: 0,02 s

- Dải đo: 0 – 20 s

+ Kênh 7: chiều cao sóng Đo áp suất trong 512s ở tần số 2 Hz

tối đa E (Hmax) - Độ phân giải: 2,5 cm

- Dải đo: 0 – 25 m

- Tín hiệu ra: Tới DSU và bộ phận ngoài+ Khoảng thời gian ghi 0.5, 1, 2, 3, 6, 12, 24 giờ hoặc khởi động từ xa+ Hệ thông ghi DSU 2990 hoặc 2990E

+ Nguồn 7 - 14 VDC

+ Pin Loại 3164; 9V; 15Ah

+ Hộp áp suất Bằng OSINIL phủ Epoxy

+ Đĩa đỉnh và đáy Thép chống axit phủ Epoxy

Vỏ máy được liên kết với đĩa gắn đầu đo phía trên ( top plate ) bằng 2 kepchữ C và được xiết chặt bằng 2 ốc xiết titan Giữa đĩa trên và hộp áp suất córãnh và vòng đệm cao su kín nước Để tăng khả năng chống thấm nước, khi lắpđặt người ta bôi thêm một loại dầu chống thấm ( cung cấp kèm theo thiết bị )

*Khung neo

Khung neo là một khung thép có rãnh để gá lắp máy và cố định máy bằngcác ốc xiết Khung neo được sơn phủ bằng sơn epoxy chống ăn mòn màu xanhôliu, trên khung neo có gắn anod kẽm chống ăn mòn điện hóa cho khung

Chân khung neo là một đế cao su cứng có 4 lỗ để bắt bulông vào bệ máytrong trường hợp đặt máy ở đáy biển

Trên khung còn có vị trí bắt quai thép để cố định máy vào cọc vuông đóngtrong nước ( như trường hợp đo các thông số ở chân công trình biển, máy đượcgắn vào thân cọc)

*Đĩa gắn đầu đo:

Được gắn chặt với hộp chịu áp suất nhờ kẹp chữ C Trên đĩa có lỗ để cốđịnh ốc xiết Các đầu đo được bố trí trên mặt đĩa, tiếp xúc với môi trường biển

để đo các thông số

Bảng điện tử, DSU và các thiết bị trong hộp áp suất được gắn phía dưới đĩanày thông qua một khung nhôm

Hình 1.2 Cấu tạo vỏ máy và khung neo

3) Các bộ phận trong hộp áp suất:

*Bảng điện tử

Trên bảng điện tử có các đầu nối truyền tín hiệu đo từ đầu đo Bộ phận đặcbiệt quan trọng trên bảng điện tử làbộ truyền áp suất thạch anh (Quartz pressuresensor)

Các công tắc để thiết lập thông số đo

+ Núm đặt thời gian làm việc (Recording Interval): đặt khoảng nghỉ giữa 2lân đo, bao gồm các khoảng:1/2h, 1, 2, 3h và chế độ Remote (điều khiển từ xa)+ Núm đặt độ sâu (Depth setting): để xác định độ sâu làm việc phù hợp chođồng hồ áp suất thạch anh Độ sâu đặt được tham khảo trong bảng phía sau bảngđiện tử (phải tháo DSU ra mới thấy) Bảng có nội dung như sau

Độ sâu ứng với ứng với số trên núm đặt tương ứng với khoảng cách trênbảng Độ sâu thả máy là độ sâu Z = H - HBO Các độ sâu HBO được tính từ đĩatrên máy

+ Công tắc bật, tắt gồm 3 trạng thái: ON, OFF và độ kiểm tra

*Bộ lưu dữ liệu DSU : bộ phận này giống như của máy RCM, tham khảoRCM

*Nguồn điện : pin điện cung cấp cho máy cùng kiểu với pin của máy RCM.1.2.4.2 Thao tác sử dụng thiết bị:

1) Tháo lắp thiết bị và cài đặt các thông số ban đầu

+ Tháo máy khỏi khung neo: nới lỏng các ốc xiết ở hai bên neo và nhấcmáy ra khỏi khung

+ Tháo kẹp C ở tấm trên và đưa máy ra khỏi hộp áp suất, nếu ốc xiết chặtquá sử dụng một thanh thép tròn luồn qua lỗ trên thân ốc và xoay

+ Đặt công tắc thời gian trên bảng điện tử

+ Đặt công tắc độ sâu: độ sâu được xác định ở bảng ghi trên phần sau bảngđiện tử

+ Đặt công tắc ON/OFF ở chế độ kiểm tra Chu kì đo sẽ bắt đầu

+ Đặt công tắc ở vị trí ON và đặt thiết bị vào hộp áp suất rồi vặn kẹp C.Lưu ý không vặn quá chặt làm hỏng kẹp C

+ Đặt thiết bị vào khung và triển khai đo

2) Treo và thả máy khi khảo sát

Máy WTR có nhiều hình thức triển khai khảo sát được trình bày trong hìnhdưới đây

Tuy nhiên, để phù hợp với điều kiện sử dụng hiện tại của phòng thực hành,máy được sử dụng bằng cách đặt vào một giá 3 chân gắn lồng thép bảo vệ máynhư hình vẽ

+ Chân máy được bắt bulông vào khung khi sử dụng, khi không sử dụngchân được tháo ra và xếp gọn lại

+ Máy được giữ cố định vào khung bằng một sợi cáp nhỏ

+ Khung có quai bằng thép có lỗ treo dây cáp Dây cáp sẽ được móc vào lỗnày bằng ma-ní

+ Toàn bộ khung, chân và máy được thả xuống vị trí đo bằng tời

Hình 2.1 Sơđồ mô tả cách treo và thả máy khi khảo sát

3) Lắp đặt và tháo DSU

Sau khi kết thúc công tác đo, dùng tời cáp trục vớt máy lên bờ (hoặcthuyền), tháo máy ra khỏi khung và lau thật khô toàn bộ thân máy Nới ốc vàtháo kẹp C, nhấc ruột máy ra khỏi vỏ

+ Đợi cho đồng hồ khởi động, quan sát màn hình hiển thị và ghi thời gianlại

+ Khi thiết bị kết thúc chu kì ghi thì bật công tắc về vị trí OFF

+ Tháo DSU (xem trong phần về RCM 9 MkII)

Để đọc dữ liệu từ DSU ta sử dụng bộ đọc DSU và phần mềm 5059

1.2.4.3 Xử lý số liệu:

Các số liệu thô từ DSU được chuyển thành các số liệu kỹ thuật bằng phầnmềm 5059 ( Chi tiết xem phần hướng dẫn sử dụng phần mềm 5059 )

1.2.5 Thiết bị đo dòng chảy cầm tay (doppler current meter)

1.2.5.1 Đặc trưng kỹ thuật thiết bị:

Thiết bị đo dòng chảy cầm tay là sự kết hợp của đầu đo dòng Doppler 3900với bộ hiển thị Display Unit 3315 cho phép đọc trực tiếp kết quả đo theo thờigian thực Thiết bị có thể kết hợp với một số các đầu đo khác đưa ra nhiều thông

số trực tiếp hữu ích

Máy đo dòng chảy cầm tay thực chất là sự kết hợp giữa đầu đo dòngDoppler và bộ hiển thị DU 3315 (DU – Display Unit)

Cấu tạo của máy gồm

+ Đầu đọc dòng Doppler ( DCS -Doppler Current Sensor )

+ Cáp tín hiệu ( gắn liền với DCS )

+ Bộ hiển thị trực tiếp DU 3315

+ Cáp ngắn nối DU với DSU

+ Bộ lưu dữ liệu DSU 2990 ( tùy chọn )

1) Đầu đọc dòng Doppler:

DCS chính là một bộ phận của náy RCB 9 MkII, trong trường hợp sử dụngcho máy đo dòng chảy cầm tay, nó được chế tạo độc lập, gắn liền với một cápdẫn tín hiệu và điện cấp cho đầu phất tín hiệu

Thiết bị này thường được sử dụng để đo dòng chảy ở cảng, dọc bãi biển,trên các dàn khoan dầu ngoài khơi

Đầu đo này dụng nguyên lý luân chuyển Doppler để đo tốc độ dòng chảy:

nó truyền các xung âm vào nước xung quanh, khi âm thanh truyền đi, các hạtnhỏ hay bong bóng khí trong nước sẽ phản hồi lại nột phần năng lượng đó Cácđầu đo sẽ thu thập các tán xạ đó trong khoảng cách 0,4 dến 2,2m, năng lượngnày sẽ được dùng để tính các thay đổi về tần số (nguyên lý Doppler) Ngoài rathiết bị có thêm một la bàn hiệu ứng Hall để đo hướng dòng Độ nghiêng củaphép đo được bù trừ bằng một đầu đo độ nghiêng điện phân

Thông số chính

+ Dải đo khả dụng: 0 – 300 cm/s

+ Độ phân giải: 0,1% dải đo

+ Sai số:  0,15 cm/s (tuyệt đối) hoặc 1% số đọc (tương đối)

+ Hướng dòng: 0 - 3600 từ tính, độ phân giải 0,350

+ Nhiệt độ: -100C đến 430C, độ phân giải 0,050C Sai số 0,080C

Khoảng cách lắp đặt máy tối thiểu 0,5 m từ đáy và 0,75 m từ mặt nước.2) Bộ hiển thị DU 3315

Đây là một bộ phận được thiết kế có thể đọc được 5 đầu đo theo thứ tự lầnlượt, cho phép hiển thị số theo các đơn vị kỹ thuật

Hình 1.2 Các bộ phận của bộ hiển thị DU 3115

*DU 3315 có 2 ứng dụng chính

+ Dùng với các đầu đo thành các thiết bị xach tay (như trong trường hợpmáy đo dòng cầm tay đang xét hay máy đo mực nước cầm tay), hiện số theo thờigian thực với đơn vị kỹ thuật (đã được tự động đổi theo các tham số cài trongmáy DU 3315)

+ Lắp cố định và dùng điện lưới để cung cấp số liệu đến máy in, mànhình dùng cho các trạm đo thủy - hải văn nhỏ

*Công tắc điều khiển: gồm 10 vị trí, từ vị trí số 2 đến 6 đánh

số các đầu đo nối vào Vị trí thứ 7 để hiển thị điện áp pin trong máy Vị tríthứ 8 để đặt khoảng thời gian cho tín hiệu đầu ra và thời gian trung bình Các vịtrí 9, 10 sử dụng khi nhập các hằng số kiểm chuẩn của đầu đo

*Cấu hình chân cắm: Gồm có 3 ổ cắm

+ Ổ thứ nhất có 10 chân là đầu vào của các kênh 1-5

+ Ổ thứ 2 có 6 chân là đầu vào của kênh 1

+ Ổ thứ 3 là đầu tín hiệu ra gồm 10 chân

Thiết bị hoạt động ở dải nhiệt độ từ -40 đến 600C, dưới -150C thì màn tinhthể lỏng không hoạt động được

Trước khi sử dụng với đầu đo nào, thiết bị phải được lập trình với cácthông số của đầu đo tương ứng Cách thiết lập sơ lược như sau

+ Cắm Program pad (bàn phím lập trình đi kèm trong hộp máy) vào DU ở

vị trí lỗ cắm bên hông máy (phải tháo đầu bịt ra bằng một tuốc-nơ-vít dẹt)

s+ Đặt công tắc điều khiển về kênh 1

+ Nhập thông số thiết bị tương ứng bằng phím trên Pad lập trình.(POS:Chuyển vị trí con trỏ, CHAR: lựa chọn chữ cái và số, SHIFT: chuyển đổi chữthường-chữ hoa)

+ Đặt công tắc chuyển chế độ sang kênh khác và lặp lại các bước như trên.Lưu ý: Khi con trỏ ở vị trí cuối cùng của dòng trên, bấm phím CHAR sẽ xemđược hầu hết các tham số thông dụng nhất

+ Nhập các hằng số trong bảng điều khiển ở vị trí Coeff A-B và Coeff C-D,chuyển vị trí công tắc sẽ tăng lên một đầu đo, các hằng số được nhập vào cho tất