BE1018801A3 - Werkwijze en inrichting voor het bepalen van een rheologische grensovergang. - Google Patents

Abstract

Werkwijze voor het bepalen van de dikte van een bovenlaag van een fluimdummassa die ten minste deze bovenlaag en een daaronder gelegen onderlaag omvat, zoals een waterweg met een bevaarbare bovenlaag en een dooronder gelegen viskeuze sliblaag, waarbij de viscositeit van het fluidum van de onderlaag groter is dan de viscositeit van het fluidum van de bovenlaag, waarbij een vrij in de fluidummassa beweegbaar lichaam met een zodanige snelheid door de fluidmmassa wordt voortbewogen dat het lichaam een evenwichtstoestand inneemt in de hoofdzaak op de grens tussen de onder- en bovenlaag; - de dieptepositie van het lichaam in opeenvolgende punten wordt bepaald teneinde de dikte van de bovenlaag in deze punten te kennen; en de resistiviteit van het fluidum in de omgeving van het lichaam in opeenvolgende punten wordt gemeten.

Description

WERKWIJZE EN INRICHTING VOOR HET BEPALEN VAN EEN RHEOLOGISCHE GRENSOVERGANG

De inrichting heeft betrekking op een verbeterde werkwijze en inrichting voor het bepalen van een rheologische grensovergang tussen een bovenlaag en een meer viskeuze onderlaag van een fluïdummassa, zoals een waterloop met een bevaarbare bovenlaag en een daaronder gelegen viskeuze slib-laag.

De slibvorming in waterlopen is een algemeen bekend verschijnsel waardoor de dikte van de bevaarbare bovenlaag van een waterloop beperkt wordt. In een waterloop kan men algemeen drie lagen onderscheiden: een waterlaag, een vloeibare sliblaag, en een viskeuze sliblaag. De waterlaag en.de vloeibare sliblaag vormen een bevaarbare bovenlaag. Voor schepen is het van groot belang om nauwkeurig de dikte van deze bovenlaag te kennen. Een schip dat met zijn kiel tot in de viskeuze sliblaag reikt, is immers nagenoeg onbestuurbaar zodat deze situatie ten allen tijde moet worden vermeden.

Het doel van de onderhavige uitvinding is om een verbeterde werkwijze en inrichting van de in de aanhef genoemde soort te verschaffen waarmee belangrijke eigenschappen van de bovenlaag, i.h.b. van een bevaarbare bovenlaag van een waterloop, op een meer betrouwbare manier kunnen worden bepaald, en waarmee indien gewenst bijkomende eigenschappen van de fluidummassa in de omgeving van de overgang tussen boven- en onderlaag afgeleid kunnen worden.

Daartoe onderscheidt de werkwijze volgens de uitvinding zich doordat een vrij in de fluïdummassa beweegbaar lichaam met een zodanige snelheid door de fluïdummassa wordt voortbewogen dat het lichaam een evenwichtstoestand inneemt in hoofdzaak op de grens tussen de onder- en bovenlaag. Hierbij wordt de dieptepositie van het lichaam in opeenvolgende punten bepaald teneinde de dikte van de bovenlaag in deze punten te kennen en wordt tevens de resistiviteit van het fluïdum in de omgeving van het lichaam in opeenvolgende punten gemeten.

Door het lichaam met een geschikte snelheid voort te bewegen, zal het lichaam een in hoofdzaak parallel aan de onderlaag gerichte sleepkracht ondervinden. Deze sleepkracht zal groter zijn in de onderlaag dan in de bovenlaag, aangezien de viscositeit van de onderlaag groter is dan deze van de bovenlaag. Door het verschil in sleepkracht zal het lichaam bij een geschikte snelheid, wanneer het zich in de onderlaag bevindt, de neiging hebben om naar een stand in de bovenlaag te bewegen, terwijl het lichaam, wanneer het zich in de bovenlaag bevindt, in tegendeel geneigd zal zijn om naar een in de onderlaag gelegen stand te bewegen. Dit heeft als gevolg dat het lichaam een evenwichtstoestand zal innemen op de grens tussen de boven- en onderlaag. Aan de hand van deze dieptepositie kan dus de dikte van de bovenlaag worden bepaald. Door de resistiviteitsmetingen uit te voeren kan meer informatie afgeleid worden uit de eigenschappen van de overgang, en/of kan vastgesteld worden of het lichaam zich in de opeenvolgende punten steeds op deze grensovergang bevindt als controle voor de juistheid van de dieptebepaling.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding, wordt bij een gemeten resistiviteit die voldoet aan een bepaalde voorwaarde, en in het bijzonder bij een gemeten resistiviteit die lager is dan een bepaalde waarde, afgeleid dat het lichaam zich niet langer op de grens tussen de boven- en onderlaag bevindt. Verder kan in een dergelijke situatie bijvoorbeeld de snelheid waarmee het lichaam door de fluïdummassa wordt voortbewogen, worden verlaagd. '

In het geval van een waterweg met een bovenlaag uit vloeibaar slib en een onderlaag uit geconsolideerd (viskeus) slib gelden typisch de volgende waarden voor de resistiviteit. Voor het viskeuze slib ligt de resistiviteit typisch tussen 0,30 Ohm meter en 0,50 Ohm meter, en nog typischer tussen 0,31 Ohm meter en 0,45 Ohm meter. Het vloeibare slib en het water hebben typisch een resistiviteit die kleiner is dan 0,27 Ohm meter. Indien de gemeten resistiviteit in een dergelijke waterweg daalt tot onder ongeveer 0,30 Ohm meter dan kan men hieruit afleiden dat het contact met het viskeuze slib is verbroken, i.e. dat de kabel zweeft. In een dergelijke situatie zal men typisch maatregelen nemen, zoals het verlagen van de sleepsnelheid, om het contact te herstellen.

Volgens een voorkeursuitvoering is de snelheid groter dan een minimum snelheid en kleiner dan een maximum snelheid, welke minimum snelheid en maximum snelheid in hoofdzaak een functie zijn van de viscositeit van de onderlaag, en van de vorm en het gewicht van het lichaam. Op die manier wordt enerzijds een voldoende grote sleepkracht uitgeoefend op het lichaam wanneer het zich in de onderlaag bevindt, en anderzijds een voldoende kleine sleepkracht uitgeoefend op het lichaam wanneer het zich in de bovenlaag bevindt, zodanig dat het lichaam in alle geval naar een evenwichtspositie op de grens tussen de boven- en onderlaag beweegt.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm wordt de dieptepositie bepaald door de statische waterdruk te meten op de plaats waar het lichaam zich bevindt. In het geval van een bovenlaag met een onderste laag (bijvoorbeeld een vloeibare sliblaag) en een bovenste waterlaag, wordt de statische waterdruk bijvoorbeeld gemeten in een geïsoleerde ruimte verbonden met het lichaam, welke ruimte in contact wordt gebracht met de bovenste waterlaag. Aangezien de statische waterdruk een functie is van de dieptepositie van het lichaam en dus van de dikte van de bovenlaag, kan deze laatste eenvoudig worden bepaald.

Het lichaam wordt bij voorkeur m.b.v. van een flexibele kabel in het fluïdum gebracht, welke kabel voortgesleept wordt om het lichaam met de bepaalde snelheid voort te bewegen, bijvoorbeeld door de kabel met een vaartuig te verbinden. Merk op dat ook andere voortbewegingstechnieken mogelijk zijn. Deze voortbewegingstechnieken kunnen zowel trekmiddelen gebruiken, zoals een kabel of een sleeptouw, als duwmiddelen gebruiken, waarbij deze zodanig moeten uitgevoerd zijn dat het lichaam vrij op en neer kan bewegen. Merk verder op dat de dieptepositie ook bepaald zou kunnen worden aan de hand van de hoek die de kabel maakt met het oppervlak van de bovenlaag.

Volgens een voordelige uitvoeringsvorm wordt de resistiviteit gemeten door een stroom te sturen door de omgeving van het lichaam, één of meer door deze stroom gegenereerde spanningsverschillen te meten en hieruit de resistiviteit af te leiden.

Volgens een andere mogelijke uitvoering wordt het lichaam voortbewogen aan het uiteinde van een stijve buis in plaats van een flexibele kabel. In een dergelijke uitvoering zou men de dieptepositie kunnen bepalen aan de hand van de hoek die de kabel maakt met het oppervlak van de bovenlaag.

De uitvinding betreft verder een inrichting voor het bepalen van de dikte van een bovenlaag van een fluïdummassa die ten minste deze bovenlaag en een daaronder gelegen onderlaag omvat, zoals een waterweg met een bevaarbare bovenlaag en een daaronder gelegen viskeuze sliblaag, waarbij de viscositeit van de onderlaag groter is dan de viscositeit van de bovenlaag. De inrichting omvat een lichaam ingericht om voortbewogen te worden in de fluïdummassa; middelen voor het meten van de resistiviteit in de omgeving van het lichaam; en middelen voor het meten van een variabele waaruit de dieptepositie van het lichaam afleidbaar is.

Volgens de voorkeursuitvoering omvat de inrichting een kabel en is het lichaam gevormd door het einddeel van de kabel, optioneel in combinatie met één of meer daarmee verbonden elementen, zoals gewichten en/of elektrodes. De lengte van de kabel is bij voorkeur ten minste twee keer de diepte van de bovenlaag en nog meer bij voorkeur ongeveer drie keer de diepte van de bovenlaag.

Volgens een voorkeursuitvoering omvatten de middelen voor het meten van de resistiviteit in de omgeving van het lichaam meerdere elektrodes die op verschillende locaties verbonden zijn met het lichaam, een en ander zodanig dat met behulp van twee of meer elektrodes daarvan een stroom stuurbaar is door de omgeving van het lichaam en dat hierdoor een spanningsverschil opwekbaar is, waarbij de verhouding tussen het spanningsverschil en de stroom een maat is voor de resistiviteit.

Volgens een voorkeursuitvoering zijn de middelen voor het meten van een variabele waaruit de dieptepositie van het lichaam afleidbaar is een druksensor voor het meten van de waterdruk in de omgeving van het lichaam. Volgens een voordelige uitvoering geschikt voor gebruik in een bovenlaag met een vloeibare sliblaag en een daarboven gelegen waterlaag, zijn langs de kabel een aantal drukbuizen voorzien die uitmonden in de behuizing. Deze drukbuizen hebben bij voorkeur een zodanige lengte dat deze in bedrijf, i.e. wanneer het lichaam zich in de omgeving van de grens tussen onderlaag en bovenlaag bevindt, in verbinding staan met de waterlaag.

Volgens een nog verder ontwikkelde uitvoering bedoeld voor gebruik in een bovenlaag bestaande uit een vloeibare sliblaag en een daarboven gelegen waterlaag, omvat de inrichting een kabel waarop een aantal sensoren voor het meten van het zoutgehalte aangebracht zijn, in het gedeelte van de kabel dat zich in gebruik typisch in de waterlaag van de bovenlaag bevindt.

Volgens een mogelijke uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding is het lichaam aan een kant voorzien van een vleugelelement voor het verkrijgen van een grotere of kleinere liftkracht bij het door het fluïdum slepen van het lichaam. Dit vleugelelement kan instelbaar zijn uitgevoerd. Dit heeft het voordeel dat het lichaam op een eenvoudige manier kan worden aangepast aan de werkomstandigheden en aan de aard van de boven- en onderlaag.

Volgens een verder ontwikkelde uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding is het lichaam voorzien van een kielelement om de sleepkracht die tijdens het slepen op het lichaam wordt uitgeoefend te vergroten of te verkleinen. Dit kielelement kan eveneens instelbaar zijn uitgevoerd, zodanig dat een aanpassing van het lichaam eenvoudig is uit te voeren.

De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de hand van een aantal niet beperkende uitvoeringsvoorbeelden van de werkwijze en inrichting van de uitvinding die geïllustreerd worden aan de hand van de tekeningen in bij lage die hieronder worden besproken. De tekening toont: - in figuur 1 schematisch de verschillende lagen die typisch aanwezig zijn in een waterloop; en het verloop van de massadichtheid en de viscositeit in deze lagen; - in figuur 2 twee fictieve evenwichtsstanden van het lichaam voor respectievelijk een medium met een viscositeit μι en een medium met een viscositeit μ2; - in figuur 3 éen schematisch aanzicht van een eerste uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding; en - in figuur 4 een schematisch aanzicht van een tweede uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding.

In een waterloop zoals een rivier of een haven kan men in hoofdzaak de in figuur 1 getoonde lagen onderscheiden: een waterlaag 1, een vloeibare sliblaag 2 en een viskeuze slib-laag 3. De waterlaag 1 en de viskeuze sliblaag 2 vormen een bevaarbare bovenlaag B. Wanneer de kiel van een vaartuig tot in de viskeuze sliblaag 3 reikt, wordt het vaartuig onbestuurbaar, en voor schepen is het dus van groot belang om de diepte van deze rheologische gedragsovergang tussen de ..bevaarbare bovenlaag B en de viskeuze onderlaag O te kennen.

Zoals weergegeven in de karakteristiek van de massadichtheid p in figuur 1, is de massadichtheid in de waterlaag 1 in hoofdzaak constant en gelijk aan pi. Deze massadichtheid neemt geleidelijk toe in de vloeibare sliblaag 2 en is in hoofdzaak constant en gelijk aan p2 in de viskeuze sliblaag 3. Het verloop van de massadichtheid 9 nabij de grenslaag 4 van de vloeibare sliblaag 2 en de viskeuze sliblaag 3, toont aan dat de massadichtheid p als parameter ongeschikt is om deze grenslaag 4 op te sporen: de densiteitsverschillen boven en onder deze grenslaag zijn minimaal.

Figuur 1 toont eveneens de karakteristiek van de viscositeit μ in de verschillende lagen. In de vloeibare bovenlaag is de viscositeit in hoofdzaak constant en gelijk aan μχ_ De viscositeit kent een abrupte stijging ter hoogte van de grenslaag 4 tussen de boven- en onderlaag, en is in hoofdzaak constant en gelijk aan μ2 in de onderlaag. In tegenstelling tot de dichtheid p geldt voor de viscositeit μ dat deze zeer geschikt is als parameter om deze grenslaag 4 te bepalen: de verschillen boven en onder de grenslaag 4 zijn bij definitie groot.

Ook voor de resistiviteit geldt dat deze zeer snel toeneemt in de omgeving van de grenslaag. Voor het viskeuze slib ligt de resistiviteit typisch tussen 0,31 Ohm meter en 0,45 Ohm meter of hoger. Het vloeibare slib en het water hebben typisch een resistiviteit die kleiner is dan 0,27 Ohm meter. Nabij de grenslaag vertoont de resistiviteit dus een redelijk abrupte overgang, zodat deze als parameter kan gebruikt worden om het contact met de grenslaag te verifiëren.

Wanneer een lichaam wordt voortbewogen met een bepaalde snelheid v werken verschillende krachten op het lichaam: - een neerwaarts gerichte resultante G van de zwaartekracht en de Archimedeskracht; - een opwaarts gerichte liftkracht L onafhankelijk van de viscositeit van het fluïdum; en - een sleepkracht proportioneel met de viscositeit: voor de bovenlaag Όμ! en voor de onderlaag ϋμ2.

Dit resulteert in een trekkracht die op het lichaam uitgevoerd wordt: in de onderlaag Τμ2, en in de bovenlaag Τμι, zie figuur 3.

Figuur 2 toont twee fictieve evenwichtsposities wanneer het lichaam met behulp van een kabel wordt voortbewogen. De eerste fictieve evenwichtspositie El is de evenwichtspositie indien het lichaam zou worden voortbewogen met een bepaalde snelheid v in een medium met viscositeit μ1. De tweede fictieve evenwichtspositie E2 is de evenwichtspositie indien het lichaam zou worden voortbewogen met een bepaalde snelheid v in een medium met viscositeit μ2. Wanneer het lichaam wordt voortbewogen in een fluïdummassa met een bovenlaag met een viscositeit μχ en een onderlaag met een viscositeit μ2, en de grenslaag 4 is gelegen tussen deze tweede evenwichtsstanden, zoals getoond in figuur 2, dan zal het lichaam wanneer het zich in de onderlaag 0 bevindt de neiging hebben om naar de tweede fictieve evenwichtsstand E2 te bewegen, terwijl het lichaam, wanneer het zich in de bovenlaag B bevindt, de neiging zal hebben om naar de eerste fictieve evenwichtsstand El te bewegen. Hierdoor zal het lichaam in theorie na verloop van tijd een stabiele positie bereiken die gelegen is op de grenslaag 4 tussen de bovenlaag B en de onderlaag 0. Dit wordt verder in detail uiteengezet in het Belgische octrooi BE 1015773 op naam van aanvraagster.

Volgens een uitvoeringsvorm van de werkwijze van de uitvinding wordt dus een lichaam 5 in de fluidummassa B, O gebracht, waarna het lichaam met een bepaalde snelheid v wordt voortbewogen in een richting die in hoofdzaak evenwijdig is met de onderlaag 0. Het lichaam komt in zijn evenwichtsstand op de grens tussen de onderlaag en de bovenlaag, waarbij de dieptepositie van het lichaam 5 wordt bepaald en de dikte D van de bovenlaag B wordt bepaald uitgaande van de dieptepositie van het lichaam 5, waarbij resistiviteitsmetingen uitgevoerd worden in de nabijheid van het lichaam 5 voor het afleiden van gegevens over de aard van het slib en/of als een controle voor een goed contact tussen het lichaam en de onderlaag O. Immers, indien het lichaam contact verliest met de grens tussen onder- en bovenlaag, dan beweegt het lichaam typisch in een hoger gelegen gedeelte van de bovenlaag die een verschillende resistiviteit, en in het bijzonder een lagere resistiviteit vertoont. Er zal dus een belangrijke wijziging van de resistiviteit worden waargenomen wanneer het lichaam niet langer contact maakt met de onderlaag.

Met deze uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding kunnen dus in het bijzonder de volgende maatregelen, afzonderlijk of in combinatie, worden verkregen: - door de enorme viscositeitsverschillen tussen onder- en bovenlaag blijft het lichaam (bijvoorbeeld een aantal gewichten bevestigd aan het uiteinde van een kabel) gepositioneerd op het interface tussen de boven- en onderlaag. Door de diepte van dit lichaam te meten kan dus de diepte van het interface tussen boven- en onderlaag bepaald worden; - door de resistiviteitsmetingen kan het contact tussen het lichaam en het interface bewaakt worden, waarbij eventueel maatregelen genomen kunnen worden in het geval dat het contact wordt onderbroken; - de morfologie (samenstelling) van het slib bij het interface kan bepaald worden op basis van de resistiviteitsmetingen;

Indien gewerkt wordt met meer dan twee potentiaalelektroden zodanig dat verschillende potentiaalmetingen uitgevoerd kunnen worden, dan kan men door de verschillende afstanden tussen de elektroden de resistiviteit in de vaste sliblaag op verschillende dieptes bepalen, en hiermee een volledig 3D beeld van de resistiviteit creëren.

Volgens een verder ontwikkelde variant van de uitvinding die zijn toepassing vindt in een bovenlaag bestaande uit een vloeibare sliblaag en een daarboven gelegen waterlaag, kan de werkwijze eveneens het meten van de dikte van de vloeibare sliblaag omvatten aan de hand van akoestische signalen. Zo kan men bijvoorbeeld onder water een 210 kHz signaal genereren, welk signaal gereflecteerd wordt aan het oppervlak van de vloeibare sliblaag. Op die manier kan men de diepte van de overgang tussen de waterlaag en de vloeibare sliblaag bepalen. In combinatie met de bepaling van de diepte van de overgang tussen de vloeibare en de vaste sliblaag, kan men dus de dikte van de vloeibare sliblaag bepalen.

Verder kan men een reeks prikmetingen uitvoeren om het densiteitprofiel van de vloeibare sliblaag te kennen. Op basis hiervan kan men de invloed van de vloeibare sliblaag op de resistiviteitsmetingen kennen. Op die manier zal het mogelijk zijn om een volledig beeld van de morfologie van de slibbodem samen te stellen.

Merk wel op dat voor een typische uitvoering van de werkwijze van de uitvinding de dikte en samenstelling van de viskeuze sliblaag geen punt van interesse is en dat dus typisch slechts twee potentiaalelektroden zijn voorzien die voldoende zijn om de beoogde verschillen (contact met viskeus slib/geen contact met viskeus slib) te meten.

Figuur 3 toont een eerste uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding voor het bepalen van de dikte van een bovenlaag B van een fluïdummassa die ten minste deze bovenlaag B en een daaronder gelegen onderlaag 0 omvat. De inrichting omvat een lichaam 105 dat ingericht is om voortbewogen te worden in de fluïdummassa 101, 102, 103. Het lichaam 105 wordt hier gevormd door een einddeel van een kabel 106 waarrond een aantal gewichten 107 zijn voorzien en waarop een aantal elektrodes 113-116 zijn aangebracht. Merk op dat het einddeel een aanzienlijke lengte kan hebben, en bijvoorbeeld meer dan 100 meter lang kan zijn.

De gewichten 107 zijn hier opgenomen in een mantel 111 en bestaan uit een aantal buisvormige elementen die rond een centraal meerkabelkanaal 106 zijn aangebracht. In de mantel 111, tussen twee buisvormige gewichten 107 is verder een geïsoleerde behuizing 109 voorzien waarin een druksensor 110 is opgenomen. Deze behuizing 109 staat door middel van twee drukleidingen 108 in verbinding met de waterlaag 101 van de bovenlaag B. Hierdoor kan men de echte waterdiepte afleiden op basis van de drukmetingen en kennis van de densiteit van water. De reden voor deze configuratie is dat het vloeibaar slib 102 typisch een densiteit heeft die 1,1 kg/m3 kan bedragen. In het geval van een relatief dikke vloeibare sliblaag (bijvoorbeeld 4 meter) zal deze dus aanleiding geven tot een aanzienlijk hogere druk dan in het geval dat de volledige bovenlaag zou bestaan uit zuiver water, en zou dus kennis over de dikte van de vloeibare sliblaag nodig zijn om de diepte op accurate wijze te kunnen afleiden uit de drukmeting.

Verder wordt opgemerkt dat in het geval van zout water de dichtheid van het water tevens afhankelijk is van het zoutgehalte. Om die reden kan het voordelig zijn om het zoutgehalte (of de dichtheid) van het water te meten. Dit kan bijvoorbeeld worden verwezenlijkt door een aantal CTD (conductivity-temperature-depth recorder) sensoren te voorzien verspreid aangebracht op de kabel in het deel dat zich typisch in de waterlaag 101 bevindt. Door deze metingen van het zoutgehalte mee te nemen in de diepteberekening op basis van de gemeten druk, kan een nog nauwkeuriger resultaat worden verkregen.

Verder is het uiteinde van de kabel 106 voorzien van middelen voor het meten van de resistiviteit welke hier bestaan uit twee stroomelektrodes 113, 116 en twee potentiaal elektrodes 114, 115. De stroomelektrodes 113, 116 zijn via elektrische draden die door kabel 26 lopen verbonden met een voedingsbron voor het sturen van een stroom, typisch een aantal stroompulsen, van elektrode 113 doorheen de fluïdummassa naar elektrode 116, waarbij een spanningsverschil opgewekt wordt tussen elektrodes 114, 115 dat via niet getoonde meetmiddelen, typisch een Voltmeter, gemeten wordt.

Figuur 4 toont een tweede uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding voor het bepalen van de dikte van een bovenlaag B van een fluïdummassa die ten minste deze bovenlaag B en een daaronder gelegen onderlaag 0 omvat. De inrichting omvat een kabel 206 die voortgesleept wordt door een vaartuig 200. De lengte van de kabel 206 is typisch ongeveer 3 keer de waterdiepte van de bevaarbare bovenlaag B. De snelheid waarmee het schip vaart is typisch kleiner dan 5 knopen en bijvoorbeeld ongeveer 4 knopen (2m/s), maar de vakman zal begrijpen dat de keuze van deze snelheid beïnvloed kan worden door de eigenschappen van de waterweg.

Het lichaam wordt hier gevormd wordt door het uiteinde van de kabel 206 in combinatie met een gewicht 207 en een aantal elektrodes 213-219.

De middelen voor het meten van de resistiviteit in de omgeving van het lichaam omvatten meerdere elektrodes 213-219 die op verschillende locaties verbonden zijn met het lichaam, een en ander zodanig dat met behulp van twee of meer elektrodes daarvan een stroom stuurbaar is door de omgeving van het lichaam en dat hierdoor een spanningsverschil opwekbaar is. In de getoonde uitvoering wordt een stroom I gestuurd van elektrode 213 door de omgeving van het interface 204 naar elektrode 219. De afstand tussen de stroomelektrodes 213 en 219 ligt typisch tussen 2 m en 4 m, en is bijvoorbeeld ongeveer 3 m. Lijnen 212 zijn de met deze stroom I overeenstemmende stroomlijnen en lijnen 226 de equipotentiaallijnen. Verder kunnen een reeks spanningsverschillen 220-225 worden gemeten. Uit deze spanningsverschillen kan dan de resistiviteit van de fluïdummassa, typisch slib, in de omgeving van het interface worden bepaald, zoals bijvoorbeeld in detail beschreven in het Amerikaans octrooi US 7,132,831 op naam van aanvraagster dat hier door verwijzing is opgenomen.

De vakman zal begrijpen dat de uitvinding niet beperkt is tot de hierboven geïllustreerde uitvoeringsvoorbeelden van de werkwijze en inrichting volgens de uitvinding, maar dat de werkwijze eveneens kan toegepast worden voor het bepalen van de dikte van een bovenlaag van een willekeurige fluïdummassa die tenminste deze bovenlaag en een daaronder gelegen onderlaag omvat, indien er een niet verwaarloosbaar viscositeitsverschil bestaat tussen de boven- en onderlaag. De beschermingsomvang van de uitvinding wordt dan ook alleen bepaald door de hierna volgende conclusies.

Claims (17)

1. Werkwij ze voor het bepalen van de dikte van een bovenlaag van een fluïdumraassa die ten minste deze bovenlaag en een daaronder gelegen onderlaag omvat, zoals een waterweg met een bevaarbare bovenlaag en een daaronder gelegen viskeuze sliblaag, waarbij de viscositeit van het fluïdum van de onderlaag groter is dan de viscositeit van het fluïdum van de bovenlaag, waarbij - een vrij in de fluïdummassa beweegbaar lichaam met een zodanige snelheid door de fluïdummassa wordt voortbewogen dat het lichaam een evenwichtstoestand inneemt in hoofdzaak op de grens tussen de onder- en bovenlaag; - de dieptepositie van het lichaam in opeenvolgende punten wordt bepaald teneinde de dikte van de bovenlaag in deze punten te kennen; en - de resistiviteit van het fluïdum in de omgeving van het lichaam in opeenvolgende punten wordt gemeten.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat wordt geverifieerd of de resistiviteit aan een bepaalde voorwaarde voldoet om af te leiden of hét lichaam zich al dan niet op de grens tussen de boven- en onderlaag bevindt, waarbij bij voorkeur wordt geverifieerd of de resistiviteit kleiner is dan een bepaalde waarde en waarbij indien dit het geval is, afgeleid wordt dat het lichaam geen contact maakt met de onderlaag.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de snelheid waarmee het lichaam door de fluïdummassa wordt voortbewogen, wordt verlaagd indien wordt vastgesteld dat het lichaam geen contact maakt met de onderlaag, ten einde het contact te herstellen.

4. Werkwijze volgens één der conclusies 1-3, met het kenmerk, dat de snelheid groter is dan een minimum snelheid en kleiner is dan een maximum snelheid, welke minimum snelheid en maximum snelheid in hoofdzaak een functie zijn van de viscositeit van de onderlaag, en van de vorm en het gewicht van het lichaam.

5. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de dieptepositie wordt bepaald door de statische waterdruk te meten op de plaats waar het lichaam zich bevindt.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de statische waterdruk gemeten wordt in een geïsoleerde ruimte verbonden met het lichaam, welke ruimte in contact wordt gebracht met een hoger gelegen gedeelte van de bovenlaag.

7. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de resistiviteit gemeten wordt door een stroom te sturen door de omgeving van het lichaam, één of meer door deze stroom gegenereerde spanningsverschillen te meten en hieruit de resistiviteit af te leiden.

8. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het lichaam gevormd wordt door het uiteinde van een kabel waarmee één of meer gewichten zijn verbonden, waarbij het voortbewegen gebeurt door de kabel door de fluïdummassa te slepen.

9. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de dieptepositie wordt bepaald aan de hand van de hoek die de kabel maakt met het oppervlak van de bovenlaag.

10. Inrichting voor het bepalen van de dikte van een bovenlaag van een fluïdummassa die ten minste deze bovenlaag en een daaronder gelegen onderlaag omvat, zoals een waterweg met een bevaarbare bovenlaag en een daaronder gelegen viskeuze sliblaag, waarbij de viscositeit van de onderlaag groter is dan de viscositeit van de bovenlaag, omvattende: - een lichaam ingericht om voortbewogen te worden in de fluidummassa; - middelen voor het meten van de resistiviteit in de omgeving van het lichaam; - middelen voor het meten van een variabele waaruit de dieptepositie van het lichaam afleidbaar is.

11. Inrichting volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de inrichting een kabel omvat en dat het lichaam gevormd wordt door een einddeel van de kabel, optioneel in combinatie met één of meer daarmee verbonden elementen.

12. Inrichting volgens conclusie 10 of 11, met het kenmerk, dat middelen voor het meten van de resistiviteit in de omgeving van het lichaam meerdere elektrodes omvatten die op verschillende locaties verbonden zijn met het lichaam, een en ander zodanig dat met behulp van twee of meer elektrodes daarvan een stroom stuurbaar is door de omgeving van het lichaam en dat hierdoor één of meer spanningsverschillen opwekbaar is (zijn), welke één of meer spanningsverschillen gedeeld door de stroom een maat is (zijn) voor de resistiviteit.

13. Inrichting volgens één der conclusies 10-12, met het kenmerk, dat de middelen voor het meten van een variabele waaruit de dieptepositie van het lichaam afleidbaar is, een met het lichaam verbonden druksensor omvatten voor het meten van de druk in de omgeving van het lichaam.

14. Inrichting volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat de druksensor opgenomen is in een behuizing waarin een aantal drukbuizen uitmonden, welke drukbuizen in bedrijf, i.e. wanneer het lichaam zich in de omgeving van de grens tussen onderlaag en bovenlaag bevindt, in verbinding staan met een hoger gelegen gedeelte van de bovenlaag.

15. Inrichting volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat de inrichting een kabel omvat en dat de buizen zich uitstrekken langs de kabel.

16. Inrichting volgens één der conclusies 10-15, bedoeld voor gebruik in een bovenlaag bestaande uit een vloeibare sliblaag en een daarboven gelegen waterlaag, met het kenmerk, dat de inrichting een kabel omvat en dat een aantal sensoren voor het meten van het zoutgehalte aangebracht zijn op de kabel, in het gedeelte van de kabel dat zich in gebruik typisch in de waterlaag van de bovenlaag bevindt.

17. Inrichting volgens conclusie 13 of 14 of 15, en optioneel 16, met het kenmerk, dat middelen zijn voorzien voor het bepalen van de dieptepositie van het lichaam, welke bepalingsmiddelen ingericht zijn om de diepte te berekenen op basis van één of meer drukmetingen uitgevoerd door de druksensor, optioneel rekening houdend met zoutgehalte metingen uitgevoerd door de zoutgehalte-sensoren.