315476 (14.31MB)

Het bepalen van de intensiteit
van de scheepvaart
door middel van een
akoestische scheepsteller
met 4 bijlagen - juni 1965
Ministerie van Verkeer en Waterstaat
Directoraat-Generaal Rijkswaterstaat
Directie Oost-Nederland
Bibliotheek
SV BOR297 O N
•
Ministerie van Verkeer en Waterstaat
Directoraat-Generaal Rijkswaterstaat
Directie Oost-Nederland
Postbus 9070
6800 ED Arnhem
Tel. 026 - 3688355
Bibliotheek
naam
afd.
S.V.P. TIJDIG VERLENGEN
retour
paraaf
RI JKSWATERSTAAT
DIRECTIE BOVENRIVIEREN
AFDELING STUDIEDIENST
Nota 65.4
met 4 b i j l a g e n .
R W S Dir. Oost-Nederland
Bibliotheeknr.
£ 0 ^ ^
an
HET BEPALEN VAN DE INTENSITEIT VAN DE SCHEEPVAART
OP EEN RIVIER DOOR MIDDEL VAN. EEN AKOESTISCHE
SCHEEFSTELLER.
Arnhem,
1
juni I965.
J
2
I N H 0 P D
I . Algemeen.
biz.
3
2. De a k o e s t i s o h e s o h e e p s t e l l e r .
biz.
5
3. De i j k i n g van het i n s t r u m e n t .
4. De w e r k i n g van de a p p a r a t u u r .
bl«.
6
biz.
8
5. Samenvatting en o o n c l u s i e s .
b i z . 10
B I J L A 6 E S|
1. O v e r z i c h t van p l a a t s e n waar a k o e s t i s c h e
s c h e e p s t e l l e r s zijn g e p l a a t s t .
2. C o r r e c t i e - g r a f i e k s o h e e p s t e l l e r t e Doesburg.
3. Schema e l e c t r i s c h
4. F o t o b l a d .
circuit.
Hoofdstuk 1.
B e g i n 1964
Algemeen.
v e r z o c h t de a r r o n d i s s e m e n t s i n g e n i e u r van het
arrondissement Pdjn en I J s s e l aan de a f d e l i n g S t u d i e d i e n s t een
instrument t e o n t w i k k e l e n voor het t e l l e n van passerende
schepen,
t e n e i n d e de o n t w i k k e l i n g van de scheepvaart op de I J s s e l t e kunnen v o l g e n en de gemaakte prognoses
t e kunnen t o e t s e n .
De volgende mogelijkheden z^n daartoe overwogens
Een r e g i s t r a t i e met behulp v a n j
a. een h o r i z o n t a a l o p g e s t e l d e c h o l o o d ,
b. l i c h t s t r a l e n en f o t o c e l l e n ,
c. r a d a r a p p a r a t u u r ,
d. p e i l s c h a l e n ,
e. g e l u i d v e r s t e r k e r s .
De methode onder a i s n i e t u i t v o e r b a a r omdat de g e l u i d s g o l v e n ,
hij h o r i z o n t a l e o p s t e l l i n g van de o s c i l l a t o r e n van het echolood
onder de w a t e r s p i e g e l , ook worden g e r e f l e c t e e r d door winds c h e e p s g o l v e n . Bovendien
en
zou van deze apparatuur bij c o n t i n u
werken het mechanische d e e l z e e r s n e l v e r s l y t e n .
b. Volgens i n l i c h t i n g e n van P h i l p s h e e f t het systeem met
licht-
s t r a l e n en f o t o c e l l e n a l l e e n kans van s l a g e n bij a f s t a n d e n k l e i n e r
dan 15 k 20 in t u s s e n l i c h t b r o n en f o t o c e l .
c. Kadarapparatuur. Deze methode zou o n t w i k k e l d kunnen worden.
Een p r o e f o p s t e l l i n g i s i n verband met h e t n i e t i n b e z i t zijn van
een instrument thans n i e t t e v e r w e z e n l ^ k e n . De a p p a r a t u u r i s zeer
kostbaar.
d. P e i l s c h a l e n . Op h e t b l a d van een r e g i s t r e r e n d e p e i l s o h a a l kan,
met
enige m o e i t e , h e t a a n t a l schepen dat gepasseerd i s worden a f -
gelezen.
Bij het passeren van een s c h i p wordt door de p e i l s o h a a l de h a a l g o l f
g e r e g i s t r e e r d . Bij drukke scheepvaart l i g g e n deze g o l v e n mede i n
verband met het langzame p a p i e r t r a n s p o r t z e e r d i c h t by
elkaar.
De a f z o n d e r l i j k e h a a l g o l v e n z j n dan vaak n i e t meer te o n d e r s c h e i d e n .
De methode i s v e r d e r n i e t
digitaal.
Gezocht i s naar een d i g i t a l e o p l o s s i n g met behulp van twee p e i l s c h a l e n welke aan e l k a a r gekoppeld zijn. De ene p e l l s c h a a l i s zod a n i g a f g e s t e l d dat a l l e e n de dagel.jkse f l u c t u a t i e s i n de waterstand ( t o t c a . 1.50
m per 24 u u r ) kunnen worden g e v o l g d .
De andere p e i l s o h a a l i s zodanig af g e s t e l d dat naast de dagelijkse
f l u c t u a t i e s ook de h a a l g o l f , maar n i e t de wind-en
scheepsgolven
( b o e g g o l f ) i n v l o e d hebben op de stand van de d r j v e r . Door het
op- en neergaan van de v l o t t e r s i n de p e i l b u i z e n worden sch'^ven
van een z e l f d e diameter bewogen. Op een van deze schijven i s een
c o n t a c t s t i f t b e v e s t i g d en op de andere een s l e e p c o n t a c t . Wanneer
nu een s c h i p p a s s e e r t wordt de ene v l o t t e r wel en de andere n i e t
bewogen. De beide schijven reageren op d e z e l f d e wjjze a l s de
t e r s . Door het v e r d r a a i e n van de ene
vxot-
schyf ten o p z i c h t e van
andere z a l de c o n t a c t s t i f t het s l e e p c o n t a c t raken. De
de
electrische
impuls kan de i m p u l s t e l l e r b e d i e n e n .
Bij proef nemingen op de I J s s e l bij V/estervoort en Doesburg i s gebleken dat l a n g n i e t a l l e
vcortbrengen
schepen een h a a l g o l f van voldoende hoogte
om een r e g i s t r a t i e Op de i m p u l s t e l l e r te doen v o l g e n .
e. G e l u i d v e r s t e r k e r s .
Vervolgens
z_n proeven genomen met
een a k o e s t i s c h e
apparatuur.
Een p r o e f o p s t e l l i n g bij Doesburg aan de I J s s e l h e e f t aangetoond dat
deze methode op een s m a l l e r i v i e r met
n i e t a l te drukke scheep-
v a r t i n de praktijk goed b r u i k b a a r i s . l<adat de apparatuur
enige
maanden c o n t i n u g e r e g i s t r e e r d had en u i t c o n t r o l e t e l l i n g e n g e b l e ken was
met
dat de gegevens voldoende nauwkeurig zijn, i s i n o v e r l e g
het arrondissement
Hijn en I J s s e l b e s l o t e n een 5 - t a i
deze apparaten t e p l a a t s e n op v e r s c h i l l e n d e punten l a n g s
van
het
Pannerdensch K a n a a l , Neder-tl^n, Lek en I J s s e l en wel bij Doornenb u r g , Hhenen, Culemborg, Doesburg en 0 1 s t .
Op bijlage 1 i s een o v e r z i c h t gegeven van deze p l a a t s e n l a n g s
de Nederlandse Rijntakken4
Hoofdstuk 2.
De a k o e s t i s c h e s o h e e p s t e l l e r .
De w e r k i n g van de apparatuur b e r u 3 t op het volgende
principe:
Varende schepen v e r o o r z a k e n g e l u i d s g o l v e n i n het r i v i e r w a t e r .
Deze g e l u i d s g o l v e n worden v c o r t g e b r a c h t door de motor en de
schroef.
Deze g o l v e n kunnen worden opgevangen door een onder de w a t e r s p i e g e l
g e p l a a t s t e w a t e r d i c h t e m i c r o f o o n . De e l e o t r i s c h e s i g n a l e n
van
deze m i c r o f o o n worden naar een v e r s t e r k e r gevoerd. Het v e r s t e r k t e
s i g n a a l wordt g e l i j k g e r i c h t en b e d i e n t dan een r e l a i s .
Wanneer nu de g e l u i d s i n t e n s i t e i t bij de m i c r o f o o n een
bepaalde
waarde b e r e i k t , wordt het u i t de g e l y k r i c h t c e l komende s i g n a a l
s t e r k genoeg om het r e l a i s aan t e t r e k k e n . Nu wordt een
t.jdbasis
i n w e r k i n g g e s t e l d . Na een bepaalde t y d (welke van te voren i s
i n g e s t e l d op c a . 8 seconden) wordt de s p o e l van de t e l l e r bek r a c h t i g d , waardoor de t e l l e r 1 c.jfer v e r s p r i n g t . De
condensator
waardoor de i m p u l s t e l l e r b e d i e n d wordt kan pas weer worden opgel a d e n a l s het r e l a i s l o s s p r i n g t . Het meermalen t e l l e n van het
z e l f d e s c h i p wordt daarmee voorkomen.
wanneer twee of meer schepen k o r t na e l k a a r ae m i c r o f o o n p a s s e r e n
kan h e t gebeuren dat de g e l u i d s i n t e n s i t e i t bij de m i c r o f o o n n i e t
beneden de drempel v. aarde komt en dat het r e l a i s dus b e k r a c h t i g d
b l i j f t . Het tweede (en ev. volgende) s c h i p wordt dan dus n i e t geteld.
D i t v e r s c h i j n s e l v i n d t p l a a t s a l s twee of meer schepen vlak a c h t e r
e l k a a r v a r e n , e l k a a r passeren of i n h a l e n nabij de p l a a t s waar de
microfoon i s opgesteld.
G e s l e e p t e schepen v e r o o r z a k e n geen g e l u i d s g o l v e n en worden daardoor n i e t
geregistreerd.
Een e n k e l e maal p a s s e r e n ook v a a r t u i g e n waarvan het g e l u i d z e e r
zwak i s , zodat de opgewekte spanning n i t t voldoende i s om
het
r e l a i s aan te s p r e k e n . D i t kan het g e v a l zijn by een z e e r k l e i n
motorvermogen o f wanneer de s c h r o e f n i e t i n het werk s t a a t .
Hoofdstuk 3»
De Uking van het i n s t r u m e n t .
Zoals i n het voorgaande h o o f d s t u k i s meegedeeld worden
niet
a l l e passerende v a a r t u i g e n g e r e g i s t r e e r d op de t e l l e r . Met een
i j k i n g door middel van c o n t r o l e t e l l i n g e n i s c o r r e c t i e mogelijk.Uit de
gegevens verkregen met de p r o e f o p s t e l l i n g aan de I J s s e l bij Doesburg,
i s gebleken welke verband e r b e s t a a t tussen het a a n t a l gepasseerde scheper: en het a a n t a l dat op de t e l l e r wordt g e r e g i s t r e e r d .
Deze c o n t r o l e t e l l i n g e n duren c a . 8 u u r .
Op bijlage 2 i s d i t verband met een s t i p p e l l i j n weergegeven. Het
verband b l u k t n i e t l i n e a i r
het
t e z^n. U i t de g r a f i e k b l j k t
dus dat
a a n t a l n i e t g e r e g i s t r e e r d e schepen toeneemt a l s de v a a r t
d r u k k e r wordt. Daar de g r a f i e k b e p a a l d
i s u i t waarnemingen
gedurende p e r i o d e s van 8 uur i s het n i e t mogelijk om deze l i j n
te g e b r u i k e n v o o r h e t aanbrengen van c o r r e c t i e s op de d a g t e l l i n g e n .
De v a a r t gedurende de n a c h t u r e n i s minder druk en de kans op het
n i e t r e g i s t r e r e n i s dan ook v e e l k l e i n e r .
De c o r r e c t i e voor de 24 uur waarnemingen
i s , voor de dagen
waarop
de c o n t r o l e t e l l i n g e n p l a a t s vonden, op de volgende wyze t e
bepalens
Uit
de dagelijks om 8 uur
1
s morgens opgenomen t e l l e r s t a n d e n i s
bekend h o e v e e l schepen op de dag van de c o n t r o l e t e l l i n g g e r e g i s t r e e r d zyn.
Het v e r s c h i l t u s s e n d i t d a g t o t a a l en het a a n t a l g e r e g i s t r e e r d e
schepen tijdens de c o n t r o l e p e r i o d e i s dus g e r e g i s t r e e r d i n 16 uur.
Wanneer we nu aannemen dat de h e l f t van d i t a a n t a l gedurende 8
uur
g e r e g i s t r e e r d i s , dan i s het mot.el.jk op de s t i p p e l l y n van b,-
l a g e 2 het a a n t a l i n w e r k e l ^ k h e i d e p a a s e e r d e schepen gedurende
&
8 uur a f t e l e z e n . Door nu d i t a a n t a l gepasseerde schepen, v e r m e n i ^ v u l d i g d met 2 op te t e l l e n b^ het a a n t a l gepasseerde v a a r t u i gen t j d e n s de 8 uur durende c o n t r o l e p e r i o d e v e r k r e g e n we het aant a l gepasseerde schepen gedurende een e t m a a l .
Op de g r a f i e k van bijlage 2 zyn ook de a l d u s berekende waarden a l s
kruisjes
aangegeven.
Voor de i n t e r p r e t a t i e van de d a g t o t a l e n van de t e l l e r te Doesburg
moet dus van de op laatstgenoemde w ze bepaalde kromme worden
v
gebruik
gemaakt.
- 7 Aangezien de s i t u a t i e by de i n s t r u m e n t e n n i e t o v e r a l d e z e l f d e i s
z a l vcor e l k e s o h e e p s t e l l e r op overeenkomstige wijze een c o r r e c t i e g r a f i e k moeten worden
vervaardigd.
U i t de p e r i o d i e k e c o n t r o l e s b l j k t tevens of de y k g r a f i e k aangep a s t moet worden aan veranderende omstandigheden, z o a l s byv» toename
van het
scheepvaartverkeer.
»
Hoofdstuk 4*
De w e r k i n g van de a p p a r a t u u r .
De a p p a r a t u u r b e s t a a t u i t 3 d e l e n i
de m i c r o f o o n , de v e r s t e r k e r en h e t r e g i s t r a t i e g e d e e l t e .
a. De m i c r o f o o n .
H i e r v o o r i s g e b r u i k gemaakt van een magnetische
microfoon,
merk S e n n h e i s e r type M...I.13O Deze m i c r o f o o n i s e r g g e v o e l i g
voor g e l u i d e n met l a g e r e f r e q u e n t i e s . Door 4 van deze m i c r o f o o n s p a r a l l e l t e s c h a k e l e n i s een j u i s t e aanpassing v e r k r e g e n
aan de g e b r u i k t e v e r s t e r k e r . De m i c r o f c o n s z y n g e p l a a t s t i n
ronde gaten i n een d i k k e perspex p l a a t , welke aan de voorzijde
zijn a f g e s i o t e n met een dunne c e l l u l o i d p l a a t . Deze p l a a t I s
zo dun mogelijk gehouden om de g e l u i d s d r u k by de overgang van
het water naar de m i c r o f o o n zo min mogel^k t e verzwakken.
In een a p a r t e r u i m t e i s s i l i c a g e l aangebracht
om v o c h t i n w e r k i n g
op de m i c r o f o o n s t e beperken. De m i c r o f o o n i s onder water aan
een s c h r o e f p a a l b e v e s t i g d . Op b y l a g e 3 i s de m i c r o f o o n Weergegeven onder ( l ) .
b. De v e r s t e r k e r ( b y l a g e 3 n r (2) ).
H i e r v o o r i s g e b r u i k gemaakt van een 10 W a t t - v e r s t e r k e r merk
Siemens type
6SJS©L*Q;> 2A27«
c. Het r e g i 3 t r a t i e g e d e e l t e .
H i e r i n z n ondergebracht: r e l a i s , t y d s c h a k e l i n g , i a p u l s t e l l e r
v
en v o e d i n g s u n i t .
Op b y l a g e 3 i s een schema van h e t e l e c t r i s j h e
c i r c u i t van h e t i n -
strument weergegeven.
De a p p a r a t u u r werkt a l s v o l g t i
De o n d e r w a t e r g e l u i d e n worden opgevangen door de m i c r o f o o n ( l ) ,
welke i s a a n g e s l o t e n op de v e r s t e r k e r (2). Het u i t de v e r s t e r k e r
komende s i g n a a l gaat naar de g e l y k r i o h t c e l (3) (Siemens 30 V .
0,6 amp.). De g e l y k g e r i c h t e stroom gaat nu door de s p o e l van
het k a m r e l a i s (4) (Siemens type T r l s 154cTBv 65416/93d). Zodra
de stroom door de s p o e l een bepaalde waarde o v e r s c h r j j d t , wordt
h e t r e l a i s a a n g e t r o k k e n , h e t c o n t r o l e l a m p j e (10) ( P h i l i p s
D. 6V. 0,05 amp.) gaat dan u i t en de t y d b a s i s , bestaande
7121
u i t de
- 9t r a n s i s t o r (6; ( P h i l i p s 0C13)
de weerstanden
R
2
en de t r a n s i s t o r (7) ( P h i l i p s 0C14)t
en R ^ en de condensator C„ b e g i n t t e werken.
Deze t ^ d b a s i s i s met b e h u l p van de i n s t e l b a r e weerstand R^ i n g e s t e l d op 8 a 10 seconden.
De w e r k i n g van het r e l a i s (4) kan werden n a g e b o o t s t , b.jv. v o o r
c o n t r o l e van de r e s t van de
a p p a r a t u u r , door middel van de druk-
s c h a k e l a a r (5)»
Ka 8 h 10 sec ;nden wordt nu h e t k a m r e l a i s (8) (Siemens T r l s 154
cTBv 6542l/93d.) b e k r a c h t i g d . De t e l l e r (9) (Slmeg type PZ4RA)
k r y g t dan een i m p u l s , doordat de condensator
wordt o n t l a d e n
v i a de t e l l e r s p o e l , en v e r s p r i n g t e'e'n c i j f e r .
De c o n t r o l e l a m p ( l l ) ( r h i l i p s 8097D 19 V.) s t a a t p a r a l l e l over de
u i t g a n g v a n de v e r s t e r k e r . Wanneer het g e l u i d d a t door de m i c r o foon wordt opgevangen voldoende s t e r k wordt, z a l d i t lampje gaan
branden.
t r a n s f o r m s t o r 220 V - 24 V (13) en de g e l j k r i c h t c e l (L2) (Siemens)
30 V. 0,6 amp.) zorgen voor de stroom welke n o d i g i s om de condensator C, op t e l a d e n .
3
De weerstanden H en R^ en de condensatoren C. en CV dienen voor
5
6
4
3
r
het a f v l a k k e n van de u i t de g e l y k r i c h t c e l (12) komende pulserende
gelijkspannin •
A l s v e i l i g h e i d voor de t r a n s f o r m a t o r (13)
e r i
de g e l y k r i c h t o e l (12)
i s een B e l l i n g Lee g l a s z e k e r i n g van 1 amp.(14) ingebouwd.
- 10 Hoofdstuk 5«
uamenvattinff en c o n c l u s i e s .
Door de a f d e l i n g S t u d i e i i e n s t van de d i r e c t i e B o v e n r i v i e r e n
i s een i n s t r u m e n t o n t w i k k e l d voor het r e g i s t r e r e n van
passerende
schepen. Door middel van een onder water g e p l a a t s t e m i c r o f o o n
worden de s c h e e p s g e l u i d e n opgevangen. Het m i c r o f o o n s i g n a a l gaat
v i a een v e r s t e r k e r naar een
registratiegedeelte.
wanneer de g e l u i d s d r u k by de m i c r o f o o n gedurende een bepaalde t y d
een drempelwaarde
o v e r s c h r . j d t , v o l g t r e g i s t r a t i e op een
teller.
De methode i s b r u i k b a a r op de s m a l l e r e hyntakken en waarschijnlyk
ook op n i e t t e druk bevaren kanale: .
Door middel van C o n t r o l e t e l l i n g e n kan voor e l k r e g i s t r a t i e p u n t
een y k g r a f i e k worden samengesteld.
De p l a a t s e n waar de i n s t r u m e n t e n l a n g s de r i v i e r zyn o p g e s t e l d
zym
Doornenburg, Rhenen, Culemborg, Doesburg en 0 1 s t .
De gegevens verkregen u i t deze t e l p u n t e n geven, gecombineerd met
t e l l i n g e n van L o b i t h en de s l u i z e n - b y t e f d e , T i e l , ffyk by
Duurstede
en Vreeswijk, ee.-. goed i n z i c h t i n de scheepvaartbeweging op de
Nederlandse Rijntakken.
Arnhem,
juni
1965.
De I n g e n i e u r l e k l a s s e ,
de
4
\
6 5.5 5
o
o
s_
o
• —
i_
CD __:
Ci)
___
i_
Ci)
-
D
CO
U
cO
i_
-4->
cn
o
z: >
a
s _3
1
Cs)
cu
o
CD
—
-3
a
o
(— _
i
< < < < < < cj
^
!M O
lO N
o ^
UD
T-
<s
iO
O
O
o o
LO
sf
tr,
r -
vO
a or or a d a cr
> > > > >
Q
Q
Q
Q
o o o
O
LO
irj
csj \ j i n
io
u_ U_ U_ U_ U_
\ \\ \ \
o o o o o
o o
o —
1 0 4 0 1 0
-
N
lO
cj CJ U
^
If)
CJ O
'c 5
a> ^
0)
a
o
_
A2
.E
a
|
c
o
C
QJ
Gete kend
a
0)
o
Gecontr.
Gez.
R.W.S. Dir. Bovenrivieren afd. Studiedienst
a
=->
JQ
S C H E M A ELECT R 1 S C H
CIRCUIT
AKOESTISCHE
SC HE EPST ELLER
Mota
(U
%

Download Report