Means of noise reduction in acoustic turbulence measurements / Blanckaert, K. in Journal of hydraulic research, Vol. 44 N°1 (2006)  

Public ISBD [article]  inJournal of hydraulic research > Vol. 44 N°1 (2006) . - 3-17 p. Titre : Means of noise reduction in acoustic turbulence measurements Titre original : Moyens de réduction de bruit des mesures acoustiques de la turbulence Type de document : texte imprimé Auteurs : Blanckaert, K., Auteur ; Lemmin, U., Auteur Année de publication : 2006 Article en page(s) : 3-17 p. Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Acoustique Doppler velocimetry Turbulence measurements effect Noise reduction Mesures de turbulence Effet Réduction bruit Index. décimale : 627 Ingénierie des cours d'eau naturels, des ports, des rades et des cotes. Installations de navigation, de dragage, de récupération et de sauvetage. Barrages et centrales électriques hydrauliques Résumé : Although three-receiver acoustic Doppler velocimeters (ADV) can accurately measure the three-dimensional mean flowfield, their turbulence measurements suffer from parasitical noise contributions. By adding a fourth receiver and optimizing the transducer configuration, the turbulence results can be considerably improved. Redundant information is obtained for all velocity components, which theoretically allows to achieve noise-free turbulence measurements. Experiments show that the parasitical noise contribution is not completely eliminated but reduced by an order of magnitude. At the same time, the useful low-noise frequency range is extended by one order of magnitude. Furthermore, the noise levels of the different components can be directly estimated from the redundant information, which allows to (i) check the quality of the measurements and the system; (ii) estimate the accuracy of the turbulence measurements; and (iii) optimally choose the measuring frequency. Good turbulence results with a four-receiver ADV require a sufficiently high acoustic scattering level of the fluid. A simple, low cost and non-polluting technique to enhance the acoustic scattering level by generating micro hydrogen bubbles in the flow is presented and its efficiency is demonstrated. The principles presented have general validity for 3D ADV instruments, but are illustrated and validated by means of measurements with an acoustic Doppler velocity profiler (ADVP) developed at the EPF Lausanne. Bien que trois velocimeters acoustiques de Doppler de récepteur (ADV) puissent exactement mesurer le champ moyen tridimensionnel d'écoulement, leurs mesures de turbulence souffrent des contributions parasites de bruit. En ajoutant un quatrième récepteur et en optimisant la configuration de capteur, les résultats de turbulence peuvent être considérablement améliorés. L'information superflue est obtenue pour tous les composants de vitesse, qui laisse théoriquement réaliser des mesures silencieuses de turbulence. Les expériences prouvent que la contribution parasite de bruit n'est pas complètement éliminée mais est réduite par un ordre de grandeur. En même temps, la gamme à faible bruit utile de fréquence est développée par un ordre de grandeur. En outre, les niveaux de bruit des différents composants peuvent être directement estimés à partir de l'information superflue, qui permet (i) au contrôle la qualité des mesures et du système ; (ii) évaluation l'exactitude des mesures de turbulence ; et (iii) choisissent de façon optimale la fréquence de mesure. Les bons résultats de turbulence avec un ADV de quatre-récepteur exigent un niveau acoustique suffisamment élevé de dispersion du fluide. Simple et à prix réduit et une technique non polluante pour augmenter le niveau acoustique de dispersion en produisant des bulles micro d'hydrogène dans l'écoulement est présenté et son efficacité est démontrée. Les principes présentés ont la validité générale pour des instruments des ADV 3D, mais sont illustrés et validés au moyen de mesures avec un profileur acoustique de vitesse Doppler (ADVP) développé à l'EPF Lausanne. DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Turbulence En ligne : koen.blanckaert@epft.ch [article] Means of noise reduction in acoustic turbulence measurements = Moyens de réduction de bruit des mesures acoustiques de la turbulence [texte imprimé] / Blanckaert, K., Auteur ; Lemmin, U., Auteur . - 2006 . - 3-17 p. Hydraulique Langues : Anglais (eng) in Journal of hydraulic research > Vol. 44 N°1 (2006) . - 3-17 p. Mots-clés : Acoustique Doppler velocimetry Turbulence measurements effect Noise reduction Mesures de turbulence Effet Réduction bruit Index. décimale : 627 Ingénierie des cours d'eau naturels, des ports, des rades et des cotes. Installations de navigation, de dragage, de récupération et de sauvetage. Barrages et centrales électriques hydrauliques Résumé : Although three-receiver acoustic Doppler velocimeters (ADV) can accurately measure the three-dimensional mean flowfield, their turbulence measurements suffer from parasitical noise contributions. By adding a fourth receiver and optimizing the transducer configuration, the turbulence results can be considerably improved. Redundant information is obtained for all velocity components, which theoretically allows to achieve noise-free turbulence measurements. Experiments show that the parasitical noise contribution is not completely eliminated but reduced by an order of magnitude. At the same time, the useful low-noise frequency range is extended by one order of magnitude. Furthermore, the noise levels of the different components can be directly estimated from the redundant information, which allows to (i) check the quality of the measurements and the system; (ii) estimate the accuracy of the turbulence measurements; and (iii) optimally choose the measuring frequency. Good turbulence results with a four-receiver ADV require a sufficiently high acoustic scattering level of the fluid. A simple, low cost and non-polluting technique to enhance the acoustic scattering level by generating micro hydrogen bubbles in the flow is presented and its efficiency is demonstrated. The principles presented have general validity for 3D ADV instruments, but are illustrated and validated by means of measurements with an acoustic Doppler velocity profiler (ADVP) developed at the EPF Lausanne. Bien que trois velocimeters acoustiques de Doppler de récepteur (ADV) puissent exactement mesurer le champ moyen tridimensionnel d'écoulement, leurs mesures de turbulence souffrent des contributions parasites de bruit. En ajoutant un quatrième récepteur et en optimisant la configuration de capteur, les résultats de turbulence peuvent être considérablement améliorés. L'information superflue est obtenue pour tous les composants de vitesse, qui laisse théoriquement réaliser des mesures silencieuses de turbulence. Les expériences prouvent que la contribution parasite de bruit n'est pas complètement éliminée mais est réduite par un ordre de grandeur. En même temps, la gamme à faible bruit utile de fréquence est développée par un ordre de grandeur. En outre, les niveaux de bruit des différents composants peuvent être directement estimés à partir de l'information superflue, qui permet (i) au contrôle la qualité des mesures et du système ; (ii) évaluation l'exactitude des mesures de turbulence ; et (iii) choisissent de façon optimale la fréquence de mesure. Les bons résultats de turbulence avec un ADV de quatre-récepteur exigent un niveau acoustique suffisamment élevé de dispersion du fluide. Simple et à prix réduit et une technique non polluante pour augmenter le niveau acoustique de dispersion en produisant des bulles micro d'hydrogène dans l'écoulement est présenté et son efficacité est démontrée. Les principes présentés ont la validité générale pour des instruments des ADV 3D, mais sont illustrés et validés au moyen de mesures avec un profileur acoustique de vitesse Doppler (ADVP) développé à l'EPF Lausanne. DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Turbulence En ligne : koen.blanckaert@epft.ch

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