BE1020176A4 - Werkwijze en inrichting voor het bepalen van de nautische diepte van een watermassa. - Google Patents

Abstract

De uitvinding betreft een verbeterde werkwijze voor het bepalen van de nautische diepte van een watermassa, zoals een waterloop. De werkwijze wordt gekenmerkt doordat een meetlichaam in de watermassa wordt ondergedompeld op een bepaalde diepte; de dieptepositie van het meetlichaam wordt bepaald; het meetlichaam op de dieptepositie in een stationaire beweging wordt aangebracht; de voor deze beweging benodigde energie wordt gemeten; en uit de gemeten beweging, de hiervoor benodigde energie en de dieptepositie van het meetlichaam, de nautische diepte wordt bepaald. De uitvinding betreft eveneens een inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze.

Description

Werkwijze en inrichting voor het bepalen van de nautische diepte van een watermassa

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en inrichting voor het bepalen van de nautische diepte van een watermassa, zoals een waterloop of haven.

Slib vorming in waterlopen en havens is een algemeen bekend verschijnsel waardoor de dikte van de waterlaag van een waterloop in de loop der tijd afheemt. De slibvorming is in het bijzonder aanzienlijk in bochten en in de buurt van obstakels, maar tevens in de nabijheid van plaatsen waar zout water in contact komt met zoet water, zoals bij mondingen van rivieren in zee bijvoorbeeld.

Enigszins schematisch zijn in een waterloop in de diepterichting drie lagen te onderscheiden: een bovenliggende waterlaag die goed bevaarbaar is, een zachte sliblaag daaronder waarin een vaartuig enige hinder ondervindt, en daaronder een harde sliblaag. De waterlaag en de zachte sliblaag vormen een bevaarbare bovenlaag. Voor de scheepvaart is het van groot belang om nauwkeurig de dikte van deze bovenlaag vast te kunnen stellen. Een schip dat met zijn kiel tot in de harde sliblaag reikt ondervindt hiervan veel hinder of is zelfs nagenoeg onbestuurbaar zodat een dergelijke situatie bij voorkeur moet worden vermeden.

Met nautische diepte wordt in het kader van onderhavige aanvraag de dikte aangeduid van de bevaarbare bovenlaag, met andere woorden de afstand gelegen tussen het vrije wateroppervlak en de harde sliblaag.

Een bekende werkwijze en inrichting voor het bepalen van de dikte van een bevaarbare bovenlaag van een waterloop wordt beschreven in EP-A-0207038. De in dit document beschreven werkwijze en inrichting is gebaseerd op dichtheidsmetingen van de betreffende waterlooplagen, in het bijzonder van de zachte en harde sliblagen. Hoewel dichtheidsmetingen een redelijk inzicht geven in de bevaarbare diepte van de waterloop - en derhalve tevens in de noodzaak de betreffende waterloop uit te baggeren - blijkt deze meting niet altijd betrouwbaar. Zo wordt een dichtheid van ongeveer 1,2 nog als vaarbaar beschouwd, daar waar de overgang van de zachte naar de harde sliblaag over een groot diepteverschil kan plaatsvinden waarbij de gemeten dichtheden in de buurt van 1,2 liggen.

Een doel van de onderhavige uitvinding is derhalve om een werkwijze en inrichting van de in de aanhef genoemde soort te verschaffen waarmee de nautische diepte van een waterloop op een nauwkeuriger wijze kan worden bepaald dan tot hiertoe mogelijk was.

De uitvinding verschaft daartoe een werkwijze die wordt gekenmerkt doordat - een meetlichaam in de fluïdummassa wordt ondergedompeld op een bepaalde diepte; - de dieptepositie van het meetlichaam wordt bepaald; - het meetlichaam op de dieptepositie in beweging wordt gebracht; - de voor deze beweging benodigde energie wordt gemeten; en - uit de gemeten beweging, de hiervoor benodigde energie en de dieptepositie van het meetlichaam, de nautische diepte wordt bepaald.

Om de nautische diepte te bepalen wordt het meetlichaam doorgaans in een dieptepositie gebracht tussen een stand in de zachte sliblaag en een stand in de harde sliblaag. Voor het op een vooraf bepaalde dieptepositie in beweging brengen van het meetlichaam is een bepaalde energie nodig, die groter zal zijn in de harde sliblaag dan in de zachte sliblaag, en eveneens groter in de zachte sliblaag dan in de waterlaag, onder andere omdat de massadichtheid van deze lagen verschilt. Door de voor de beweging benodigde energie te meten wordt informatie verkregen omtrent de Theologische eigenschappen van de watermassa ter hoogte van de dieptepositie. Door tegelijkertijd de diepte waarop het meetlichaam zich bevindt te meten en door de metingen te herhalen op verschillende dieptes kan aan de hand hiervan op een nauwkeurige manier de diepte van de harde sliblaag (met andere woorden de nautische diepte) worden bepaald. Gebleken is dat de werkwijze volgens de uitvinding toelaat deze diepte nauwkeuriger te bepalen dan het geval is met de bekende werkwijze die gebruik maakt van dichtheidsmetingen.

Volgens de uitvinding wordt het meetlichaam in beweging gebracht op een bepaalde dieptepositie van het meetlichaam. Deze beweging is autonoom, met andere woorden is onafhankelijk van een eventuele beweging van met het meetlichaam verbonden onderdelen, zoals een ophanging of verbinding met een vaartuig zoals hieronder verder zal worden verduidelijkt.

Volgens een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding omvat de beweging een rotatie met een bepaalde draaisnelheid rond een draaiingsas van het meetlichaam, en wordt de voor deze beweging benodigde kracht gemeten. De meting van de kracht kan op elke de vakman bekende wijze worden uitgevoerd, en kan desgewenst worden afgeleid van de meting van een andere fysische grootheid, zoals het voor de rotatie benodigde koppel, of de voor het onderhouden van de rotatie benodigde elektrische stroom.

Volgens een verdere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding omvat de beweging een door een bepaalde kracht teweeggebrachte rotatie rond een draaiingsas van het meetlichaam, en wordt de draaisnelheid van deze beweging gemeten. Deze uitvoeringsvorm heeft met name voordelen wanneer de laag waarin gemeten wordt vaster wordt. Het is ook mogelijk tijdens de metingen over te schakelen van de hiervoor beschreven uitvoeringsvorm naar de onderhavige uitvoeringsvorm of vice versa.

Volgens nog een mogelijke uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding wordt de draaisnelheid of kracht op de diéptepositie op verschillende constante waardes gehouden en de nautische diepte bepaald uit de evolutie van de gemeten bewegingen of van de hiervoor benodigde energieën in functie van de constante waardes. Door per dieptepositie de evolutie van de gemeten grootheden in functie van de draaisnelheid of van de kracht te bepalen wordt een nog nauwkeuriger meting van de nautische diepte verkregen. Dit heeft grote voordelen omdat bijvoorbeeld met meer zekerheid kan worden vastgesteld of een vaartuig door een waterloop kan varen of dat het nodig is de betreffende waterloop te verdiepen door middel van baggeren en andere verdiepingsmethodes.

Weer een andere uitvoeringsvorm volgens de uitvinding wordt gekenmerkt doordat uit de gemeten beweging en de hiervoor benodigde energie een schijnbare viscositeit van de betreffende laag wordt bepaald. Een dergelijke schijnbare viscositeit wordt verkregen door de kracht te delen door de bewegingssnelheid, en door dit quotiënt desgewenst te vermenigvuldigen met een functie die onder andere afhankelijk is van de geometrie van het meetlichaam en van de stromingsrichting bijvoorbeeld.

In een andere uitvoeringsvorm van de uitgevonden werkwijze wordt de dieptepositie van het meetlichaam bepaald door de statische waterdruk te meten op de betreffende dieptepositie. Door bepaling van de diepte van het meetlichaam middels een meting van de statische waterdruk (die afhangt van de dieptepositie van het meetlichaam) en deze meting te combineren met de Theologische metingen kan de nautische diepte eenvoudig worden bepaald.

Het meetlichaam kan op in wezen elke wijze in de watermassa worden gebracht. Het heeft echter voordelen wanneer de uitgevonden werkwijze wordt gekenmerkt doordat het meetlichaam door middel van een met een vaartuig verbonden draagstructuur in de watermassa wordt gebracht. Met het vaartuig kan het meetlichaam eenvoudig op elke gewenste positie worden gebracht, waarbij de draagstructuur kan zorgen voor een nauwkeurige positionering van het meetlichaam, zowel in de diepte, als in het tweedimensionale vlak (lengte en breedte).

Een relatief snelle meting van de nautische diepte kan worden verkregen doordat het meetlichaam met een vooraf bepaalde snelheid door de draagstructuur wordt neergelaten in de watermassa, en de Theologische metingen op regelmatige wijze worden herhaald. Op deze wijze kan een in hoofdzaak continue Theologisch profiel worden verkregen in functie van de diepte van het meetlichaam.

Om een tweedimensionaal beeld te krijgen van de nautische diepte, bijvoorbeeld een tweedimensionaal beeld van een vaargeul, worden de bovenbeschreven metingen herhaald voor verschillende posities van het meetlichaam in het tweedimensionale vlak. Volgens een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding kunnen de metingen op discrete posities in het tweedimensionale vlak worden herhaald.

In een andere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding wordt het meetlichaam met een vooraf bepaalde snelheid door de draagstructuur in de vaarrichting van het vaartuig voortgesleept in de watermassa. Hierbij wordt het meetlichaam op de aldus ingenomen diepteposities in de hierboven beschreven autonome beweging gebracht, en de voor deze beweging benodigde energie gemeten. Bij voorkeur gebeurt dit in hoofdzaak continu, dat wil zeggen wordt op regelmatige tijdstippen, bijvoorbeeld elke seconde, een meting gedaan. Het zal duidelijk zijn dat het meetlichaam (en een eventuele omringende beschermconstructie) zich in deze uitvoeringsvorm niet ten allen tijde op dezelfde diepte zal bevinden doch verschillende dieptes zal innemen, een en ander onder andere afhankelijk van de Theologische eigenschappen van de op dat moment het meetlichaam omringende watermassa. Naast de sleepkracht werken ook een opwaarts gerichte stuwkracht (liftkracht) en een neerwaarts gerichte kracht - de resultante van de zwaartekracht en de Archimedeskracht - op het meetlichaam en een eventuele beschermconstructie. Deze krachten bepalen de evenwichtsstand in de diepterichting van het meetlichaam, waarbij de vorm en/of het gewicht van het meetlichaam en de eventuele beschermconstructie desgewenst kunnen worden aangepast aan de aard van de lagen en/of aan de gebruikte snelheid van voortbeweging om het meetlichaam relatief eenvoudig in een stabiele evenwichtsstand te brengen.

Onderhavige uitvoeringsvorm laat toe in een relatief kort tijdsbestek een volledige kaart samen te stellen van de Theologische eigenschappen van de watermassa voor bepaalde dieptes. Aan de hand hiervan kan op nauwkeurige wijze de nautische diepte worden bepaald.

In bovengenoemde uitvoeringsvorm wordt het meetlichaam bij voorkeur met behulp van een flexibele kabel in de watermassa gebracht, zodat het meetlichaam zich relatief vrij - afhankelijk van de Theologische eigenschappen van de watermassa - op een bepaalde dieptepositie kan instellen. Naast bovengenoemde kabel is het tevens mogelijke andere middelen van voortbeweging toe te passen, die zowel trekmiddelen, zoals de kabel of een sleeptouw, als duwmiddelen kunnen omvatten.

Een alternatieve uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding heeft het kenmerk dat de draagstructuur een buigstijve structuur omvat zodat het meetlichaam op een vooraf bepaalde diepte wordt voortbewogen. Niet alleen wordt aldus een eenvoudige wijze geboden om de diepte van het meetlichaam te meten, doch wordt tevens bereikt dat de metingen op eenzelfde diepte worden uitgevoerd. In een uitvoeringsvorm waarin het meetlichaam met een vooraf bepaalde snelheid door de draagstructuur in de vaarrichting van het vaartuig wordt voortgesleept in de watermassa kan aldus in een relatief kort tijdsbestek een volledige kaart worden samengesteld van de Theologische eigenschappen van de watermassa voor eenzelfde diepte.

De uitvinding heeft eveneens betrekking op een inrichting van de in de aanhef beschreven soort, welke zich onderscheidt doordat de inrichting een meetlichaam omvat en middelen om het meetlichaam in de watermassa onder te dompelen, bij voorkeur op een bepaalde diepte tussen een stand in de zachte sliblaag en een stand in de harde sliblaag; middelen om de dieptepositie van het meetlichaam te bepalen; middelen om het meetlichaam op de dieptepositie in een autonome beweging te brengen; middelen om de voor deze beweging benodigde energie te meten; en rekenmiddelen om uit de gemeten beweging, de hiervoor benodigde energie en de dieptepositie van het meetlichaam, de nautische diepte te bepalen.

De voortbewegingsmiddelen zijn bij voorkeur een vaartuig met een sleepkabel, aan het uiteinde waarvan het meetlichaam is bevestigd.

Volgens een mogelijke uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding omvatten de middelen om het meetlichaam in beweging te brengen middelen om het meetlichaam in rotatie te brengen met een bepaalde draaisnelheid rond een draaiingsas van het meetlichaam, en omvatten de middelen om de voor deze beweging benodigde energie te meten middelen voor het meten van de voor deze beweging benodigde kracht.

In een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding omvatten de middelen om het meetlichaam in beweging te brengen middelen om het meetlichaam door een bepaalde kracht in rotatie te brengen rond een draaiingsas van het meetlichaam, en omvatten de middelen om de voor deze beweging benodigde energie te meten middelen voor het meten van de draaisnelheid van deze beweging.

Zoals hierboven reeds werd toegelicht heeft het voordelen wanneer de inrichting volgens de uitvinding statische waterdruk meetmiddelen omvat, zoals een druksensor voor het meten van de dieptepositie van het meetlichaam. Bij voorkeur wordt een dergelijke druksensor in combinatie toegepast met een verticale buis waarmee de druksensor in verbinding staat, waarbij de buis er voor zorgt dat de druksensor in contact blijft met het bovenliggende water, en niet met eventueel slib (dat een andere dichtheid heeft dan water) in contact komt. Op deze wijze is men er van verzekerd dat de waterdruk gemeten wordt. De gemeten waterdruk kan eenvoudig omgerekend worden naar de diepte.

Het meetlichaam is bij voorkeur met een vaartuig verbonden door middel van een draagstructuur waarmee het meetlichaam in de watermassa kan worden gebracht. Volgens een mogelijke uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding omvat de draagstructuur een flexibele kabel waarmee het meetlichaam zich vrij op een bepaalde dieptepositie kan instellen. In een andere uitvoeringsvorm omvat de draagstructuur een buigstijve structuur, zoals bijvoorbeeld een stang of vakwerk, waarmee het meetlichaam op een vooraf bepaalde instelbare diepte kan worden voortbewogen door het vaartuig.

De vorm van het meetlichaam kan binnen brede grenzen worden gevarieerd. Goede resultaten worden verkregen met een meetlichaam in de vorm van een enkele of dubbele conus. Ook lichamen in de vorm van een enkele of dubbele schroef zijn mogelijk. Daarnaast is het mogelijk het meetlichaam de vorm te geven van een koker waarvan het binnenoppervlak voor het fluïdum toegankelijk is, en die bij voorkeur rond haar symmetrieas wordt geroteerd. Weer een andere mogelijkheid omvat een meetlichaam in de vorm van een samenstel van een plaat en een conus. Doorgaans zal de plaat stationair worden gehouden en de conus worden geroteerd. De tussenruimte tussen plaat en conus is toegankelijk voor het fluïdum. Het zal duidelijk zijn dat de vorm en geometrie van het meetlichaam op een eenvoudige manier kan worden aangepast aan de werkomstandigheden en aan de aard van de boven- en onderlaag.

Het heeft verder voordelen het meetlichaam te beschermen tegen in de watermassa aanwezig afval, stenen, dieren, en dergelijke. Hiertoe wordt de inrichting voorzien van een beschermconstructie voor het meetlichaam. Dit kan bijvoorbeeld gebeuren door het meetlichaam op te nemen in een beschermingskooi die doorlaatbaar is voor het water.

Het zal verder duidelijk zijn dat de uitvinding niet is beperkt tot het gebruik van één meetlichaam maar dat desgewenst meerdere lichamen tegelijkertijd kunnen worden toegepast.

In een uitvoeringsvorm waarbij het meetlichaam wordt voortgesleept door een vaartuig kan het verder voordelen hebben de beschermingsconstructie te stroomlijnen, bijvoorbeeld door dit te voorzien van een vleugelelementen voor het verkrijgen van een regelbare lift bij het door de watermassa slepen van het meetlichaam. Zo kan de beschermingsconstructie bijvoorbeeld zijn voorzien van een kielelement om de sleepkracht die tijdens het slepen op de beschermingsconstructie wordt uitgeoefend te vergroten of te verkleinen.

De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de hand van de volgende figuren, zonder hiertoe overigens te worden beperkt. In de figuren toont: - figuur 1 schematisch de verschillende lagen die typisch aanwezig zijn in een waterloop, haven, dok,... ; en het verloop van de massadichtheid en de gemeten kracht in deze lagen; - figuur 2 een schematisch zijaanzicht van een uitvoeringsvorm van een vaartuig met meetlichaam volgens de uitvinding; - figuur 3 een schematisch zijaanzicht van een uitvoeringsvorm van een beschermingsconstructie waarin een meetlichaam is opgenomen; en - figuur 4 een schematische meetcurve van een schijnbare viscositeit uitgezet tegen de ingestelde draaisnelheid op een bepaalde diepte.

In een waterloop zoals een rivier of een haven kan men in hoofdzaak de in figuur 1 getoonde lagen onderscheiden: een waterlaag 6, een zachte sliblaag 7 en een harde sliblaag 8. De waterlaag 6 en de zachte sliblaag 7 vormen een bevaarbare bovenlaag, waarbij de Theologische overgang van de bovenlaag (6, 7) met de onderlaag 8 zich op een diepte 9 bevindt. Wanneer de kiel van een vaartuig tot in de harde sliblaag 8 reikt ondervindt het vaartuig hiervan hinder en wordt het vaartuig moeilijk te besturen. Voor de scheepvaart is het dus van groot belang om de diepte van de Theologische overgang tussen de bevaarbare bovenlaag (6, 7) en de harde onderlaag 8 vast te kunnen stellen.

Zoals weergegeven in de karakteristiek van de massadichtheid 12 in figuur 1, is de massadichtheid in de waterlaag 6 in hoofdzaak constant. Deze massadichtheid 12 neemt geleidelijk toe in de zachte sliblaag 7 en is in hoofdzaak constant in de vaste sliblaag 8. Het verloop van de massadichtheid 12 nabij de grenslaag 13 van de zachte sliblaag 7 en de harde sliblaag 8 laat zien dat de massadichtheid 12 als parameter minder geschikt is om deze grenslaag 13 nauwkeurig op te sporen. Dé dichtheidsverschillen boven en onder deze grenslaag 13 zijn te gering hiervoor. Dit is de reden waarom pogingen om de nautische diepte 14 nauwkeurig te meten via werkwijzen die gebruik maken van de dichtheid onvoldoende geslaagd zijn.

Onder verwijzing naar figuur 2 wordt een uitvoeringsvorm getoond van een inrichting volgens de uitvinding. Getoond wordt een vaartuig 1, dat is voorzien van een niet in de tekening weergegeven motor voor het via een schroefas aandrijven van een schroef 2 ter voorstuwing van het vaartuig 1. Voorts zijn niet in de tekeningen weergegeven inrichtingen voor het besturen van het vaartuig 1 aanwezig, zoals een roer en dwars geplaatste schroeven om manoeuvreren te vergemakkelijken.

Met het vaartuig 1 is een draagstructuur 3 verbonden om een meetlichaam 10 (zie figuur 3) in het fluïdum te brengen. In de getoonde uitvoeringsvorm omvat de draagstructuur 3 een draagbalk 30, die door middel van op het dek van het vaartuig 1 aanwezige lieren (5a, 5b) in de verticale richting 4 in hoogte kan worden gevarieerd. De draagstructuur 3 omvat verder een flexibele kabel 31 waarmee het meetlichaam 10 zich vrij op een bepaalde dieptepositie kan instellen. In een andere uitvoeringsvorm omvat de draagstructuur 3 een buigstijve structuur, zoals een stang 31, waarmee het meetlichaam 10 op een vooraf bepaalde instelbare diepte kan worden gebracht of voortbewogen. Verder omvat de draagstructuur 3 ter bescherming van het meetlichaam 10 tegen in het fluïdum aanwezig afval, stenen, dieren, en dergelijke een beschermconstructie voor het meetlichaam 10 in de vorm van een beschermingskooi 32 waarin het meetlichaam 10 is opgenomen. De beschermingskooi 32 is in ieder geval doorlaatbaar voor materiaal afkomstig van de waterlaag, de zachte en de harde sliblaag.

Een gedeelte van de draagstructuur 3 en het meetlichaam 10 worden onder verwijzing naar figuur 3 meer in detail getoond. Het getoonde deel van de draagstructuur 3 omvat een hijsoog 33 waarmee de getoonde constructie wordt opgehangen aan de kabel 31.

Een centrale stang 34 voert naar een in hoofdzaak waterdichte behuizing 35 die op haar beurt aansluit op de beschermingskooi 32. Tussen een eindplaat 36 van de beschermingskooi 32 en de behuizing 35 strekken zich een aantal in de lengterichting van de beschermingskooi 32 gerichte langsstaven 37 uit die de kooi vormen (voor de duidelijkheid is de middelste langsstaaf 37a onderbroken weergegeven). Aan een langsstaaf 37b zijn middelen verbonden om de dieptepositie van het meetlichaam 10 te bepalen. Deze hebben de vorm van een druksensor 38, die middels elektrische bedrading 39 via een geleider 40 is verbonden met op het vaartuig 1 aanwezige meetapparatuur, zoals (niet getoonde) omvormers, computers, en rekenmiddelen om uit de gemeten beweging, de hiervoor benodigde energie en de dieptepositie van het meetlichaam, de nautische diepte 14 te bepalen.

Verder omvat de inrichting volgens de uitvinding middelen om het meetlichaam 10 op de dieptepositie in een autonome beweging te brengen, dit is een beweging die onafhankelijk is van een eventuele beweging van de beschermingskooi 32 en/of het vaartuig 1. Deze middelen omvatten in de getoonde uitvoeringsvorm een rotatiemotor 41 die is ingericht om het meetlichaam 10 met een bepaalde draaisnelheid in een rotatie te brengen rond een draaiingsas 11 die is verbonden met de rotatiemotor 41. Uit de hiervoor benodigde elektrische stroom kan eenvoudig de benodigde kracht (of koppel) worden afgeleid. Voor het aansturen van de rotatiemotor 41 en voor het doorleiden van de gemeten elektrische stroom zijn elektrische kabels 42 voorzien die via een geleider 43 zijn verbonden met de op het vaartuig 1 aanwezige meetapparatuur. Deze meetapparatuur omvat onder andere instelmiddelen voor de draaisnelheid of het draaikoppel van het meetlichaam 10.

Zoals schematisch is weergegeven in figuur 3 heeft het meetlichaam 10 de vorm van een dubbele conus, opgebouwd uit twee met hun vlakke zijden tegen elkaar aanliggende conusvormige omtreksoppervlakken. Het meetlichaam 10 vertoont derhalve een rotatiesymmetrie rond de draaiingsas 11. Het zal duidelijk zijn dat vorm van het meetlichaam 10 niet is beperkt tot de getoonde vorm maar binnen brede grenzen kan worden gekozen. Goede resultaten worden bijvoorbeeld verkregen met een meetlichaam 10 in de vorm van een samenstel van een plaat en een enkele conus, die met haar topzijde aanligt tegen de vlakke plaat. Doorgaans wordt hierbij de plaat stationair gehouden en de conus geroteerd, waarbij de tussenruimte tussen plaat en conus toegankelijk is voor het materiaal afkomstig van de waterlaag 6, zachte sliblaag 7 en/of harde sliblaag 8.

Volgens een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding wordt het meetlichaam 10 onder de waterspiegel 21 gebracht door de gehele draagstructuur 3 onder water te laten zakken tot op een bepaalde diepte 22 (zie figuur 2). Vervolgens wordt het meetlichaam 10 door de rotatiemotor 41 in rotatie gebracht rond de as 11 waarbij de draaisnelheid 16 op de dieptepositie 22 op verschillende constante waardes wordt gehouden en de hiervoor benodigde stroom 15 (kracht, koppel) per constante waarde wordt bepaald.

Een uit een dergelijke meting typisch afgeleide grafiek wordt in figuur 4 weergegeven. Hierin is een schijnbare viscositeit 15 weergegeven in functie van de draaisnelheid 16 (of een hiervan afgeleide grootheid zoals bijvoorbeeld een schijnbare afschuifsnelheid). De schijnbare viscositeit 15 op de betreffende diepte 22 wordt bepaald door de voor het in stand houden van een bepaalde draaisnelheid 16 benodigde kracht (of equivalent zoals elektrische stroom, mechanisch koppel) te delen door de draaisnelheid 16 (of equivalent) per meetpunt. In tegenstelling tot wat bij de bekende werkwijze het geval is worden ër op eenzelfde dieptepositie 22 een grote hoeveelheid metingen verricht wat de nauwkeurigheid van de meting ten goede komt. Een representatieve waarde 19 voor de viscositeit kan uit de grafiek worden afgeleid door het snijpunt te nemen van de raaklijnen 17 en 18, zijnde de raaklijn 17 aan het eerste gedeelte van de curve (voor lage draaisnelheden) en de raaklijn 18 aan het middengedeelte van de curve (voor gemiddelde draaisnelheden) zoals aangegeven met de stippellijnen. Hierbij hoort een karakteristieke draaisnelheid 20. Uitdrukkelijk wordt opgemerkt dat er meerdere methodes beschikbaar zijn om uit de opgenomen meetgegevens karakteristieke waarden af te leiden en dat de bovenbeschreven methode slechts dient ter illustratie en onderbouwing van de verhoogde nauwkeurigheid ten opzichte van de bekende werkwijze.

De dieptepositie 22 van het meetlichaam 10 wordt op bekende wijze bepaald door de statische waterdruk te meten ter hoogte van het meetlichaam 10 middels de druksensor 38, in combinatie met een (niet getoonde) buis.

Onder verwijzing van figuur 1 wordt een voordeel van de werkwijze en inrichting volgens de uitvinding verder geïllustreerd. Figuur 1 toont de karakteristiek van de voor het onderhouden van de beweging van het meetlichaam 10 benodigde kracht 15 in de verschillende lagen (6, 7, 8). In de waterlaag 6 is deze kracht 15 in hoofdzaak constant, welke kracht 15 geleidelijk toeneemt in de zachte sliblaag 7 en een variatie kent die ook wel bij de dichtheid 12 wordt waargenomen. Bij het overschrijden van de grenslaag 13 begint de kracht 15 sterker te stijgen doch bij het ingaan van de harde sliblaag 8 stijgt de kracht 15 abrupt waarbij het zelfs kan gebeuren dat de capaciteit van de aandrijving (de kracht) van het meetlichaam 10 onvoldoende is om deze nog met de gewenste draaisnelheid 16 te roteren. De plotse stijging van de voor een vooraf bepaalde draaisnelheid 16 benodigde kracht 15 (of koppel) geeft een veel nauwkeuriger indicatie van de diepte waarop zich de vaste sliblaag 8 bevindt. Deze werkelijke diepte 14 wordt in figuur 1 weergegeven door middel van de stippellijn en komt overeen met de nautische diepte.

Met de werkwijze en inrichting volgens de uitvinding kan de vaarbare diepte van een waterloop derhalve op nauwkeuriger wijze worden bepaald dan met de bekende werkwijze het geval is. Zoals getoond in figuur 1 kan het zelfs zo zijn dat de nautische diepte 14 van de waterloop groter is dan de diepte 9 die met de bekende werkwijze wordt gemeten. Hierdoor kunnen uitdiepwerkzaamheden eventueel worden uitgesteld of in een minder hoge frequentie worden uitgevoerd wat aanzienlijke kosten en overlast kan besparen.

De vakman zal begrijpen dat de uitvinding niet beperkt is tot het hierboven geïllustreerde uitvoeringsvoorbeeld van de werkwijze en inrichting volgens de uitvinding, maar dat aanpassingen en variaties kunnen worden uitgevoerd binnen het kader van door de aangehechte conclusies bepaalde beschermingsomvang. Zo zal het duidelijk zijn dat de werkwijze en inrichting volgens de uitvinding ook kunnen worden toegepast in andere fluïdummassa’s dan watermassa’s bijvoorbeeld.

Claims (19)

1. Werkwijze voor het bepalen van de nautische diepte van een watermassa, zoals een waterloop, met het kenmerk, dat - een meetlichaam in de watermassa wordt ondergedompeld op een bepaalde diepte; - de dieptepositie van het meetlichaam wordt bepaald; - het meetlichaam op de dieptepositie in een stationaire beweging wordt gebracht; - de voor deze beweging benodigde energie wordt gemeten; en - uit de gemeten beweging, de hiervoor benodigde energie en de dieptepositie van het meetlichaam, de nautische diepte wordt bepaald.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de beweging een rotatie omvat met een bepaalde draaisnelheid rond een draaiingsas van het meetlichaam, en de voor deze beweging benodigde kracht wordt gemeten.

3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de beweging een door een bepaalde kracht teweeggebrachte rotatie omvat rond een draaiingsas van het meetlichaam, en de draaisnelheid van deze beweging wordt gemeten.

4. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de bepaalde draaisnelheid of kracht op de dieptepositie op verschillende constante waardes wordt gehouden en de nautische diepte wordt bepaald uit de gemeten bewegingen en de hiervoor benodigde energieën per constante waarde.

5. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat uit de gemeten beweging en de hiervoor benodigde energie een schijnbare viscositeit van de betreffende laag wordt bepaald.

6. 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 meetlichaam zich bevindt.

7. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het meetlichaam door middel van een met een vaartuig verbonden draagstructuur in de watermassa wordt gebracht.

8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat het meetlichaam met een voorafbepaalde snelheid door de draagstructuur wordt neergelaten in de watermassa.

9. Werkwijze volgens conclusie 7 of 8, met het kenmerk, dat het meetlichaam met een voorafbepaalde snelheid door de draagstructuur in de vaarrichting van het vaartuig wordt voortgesleept in de watermassa.

10. Werkwijze volgens één der conclusies 7-9, met het kenmerk, dat de draagstructuur een flexibele kabel omvat zodat het meetlichaam zich vrij op een bepaalde dieptepositie instelt.

11. Werkwijze volgens één der conclusies 7-9, met het kenmerk, dat de draagstructuur een buigstijve structuur omvat zodat het meetlichaam op een voorafbepaalde diepte wordt voortbewogen.

12. Inrichting voor het bepalen van de nautische diepte van een watermassa overeenkomstig een werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de inrichting omvat - een meetlichaam en middelen om het meetlichaam in de watermassa onder te dompelen op een bepaalde diepte; - middelen om de dieptepositie van het meetlichaam te bepalen; - middelen om het meetlichaam op de dieptepositie in beweging te brengen; - middelen om de voor deze beweging benodigde energie te meten; en - rekenmiddelen om uit de gemeten beweging, de hiervoor benodigde energie en de dieptepositie van het meetlichaam, de nautische diepte te bepalen.

13. Inrichting volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat de middelen om het meetlichaam in beweging te brengen middelen omvatten om het meetlichaam in rotatie te brengen met een bepaalde draaisnelheid rond een draaiingsas van het meetlichaam, en de middelen om de voor deze beweging benodigde energie te meten middelen omvatten voor het meten van de voor deze beweging benodigde kracht.

14. Inrichting volgens conclusie 12 of 13, met het kenmerk, dat de middelen om het meetlichaam in beweging te brengen middelen omvatten om het meetlichaam door een bepaalde kracht in rotatie te brengen rond een draaiingsas van het meetlichaam, en de middelen om de voor deze beweging benodigde energie te meten middelen omvatten voor het meten van de draaisnelheid van deze beweging.

15. Inrichting volgens één der conclusies 12-14, met het kenmerk, dat deze middelen omvat voor het bepalen van de dieptepositie van het meetlichaam.

16. Inrichting volgens conclusie 15, met het kenmerk dat de middelen voor het bepalen van de dieptepositie van het meetlichaam statische waterdruk meetmiddelen omvatten.

17. Inrichting volgens één der conclusies 12-16, met het kenmerk, dat de inrichting een met een vaartuig verbonden draagstructuur omvat om het meetlichaam in de watermassa te brengen.

18. Inrichting volgens conclusie 17, met het kenmerk, dat de draagstructuur een flexibele kabel omvat waarmee het meetlichaam zich vrij op een bepaalde dieptepositie kan instellen.

19. Inrichting volgens conclusie 17, met het kenmerk, dat de draagstructuur een buigstijve structuur omvat waarmee het meetlichaam op een voorafbepaalde instelbare diepte kan worden voortbewogen.