Measurement of solid suspension concentration and flow velocity with temperature compensation using a portable ultrasonic device. Hydrological Sciences Journal, 58 (3), 615-626. Abstract Ultrasonic spectroscopy is highly suitable for real-time measurement, in particular for dense particle systems. In the present study, a novel measurement device, namely a portable ultrasonic device (PUD), is designed and manufactured for measuring solid suspension concentration and flow velocity simultaneously with respect to the propagation of ultrasound waves in a solid-liquid mixture at different temperatures. A series of experiments were conducted in the laboratory to obtain the ultrasonic attenuation of kaolin and reservoir sediment solutions within a wide range of concentrations (1000-300 000 mg/L) at various temperatures (15-27⹠C). The resulting data were regressed to establish linear functions of attenuation and temperature for concentration. The experimental data were compared with theoretical simulated results to show the effect of particle size distribution on concentration measurement. The flow meter part of the PUD was verified by a standard-speed carriage in the towing tank. According to experimental tests by PUD, it was demonstrated that the accuracy for concentration in full scale is ±5%, and the accuracy for flow velocity is ±2%. Compared with sampled data, good agreements were also found by employing the PUD for sediment concentration and flow velocity measurements in turbidity currents during typhoon floods in a reservoir, which demonstrates that the PUD is operable and reliable on site.Key words real-time measurement; sediment concentration; flow meter; ultrasonic
Mesures des concentrations de matiÚres en suspension et des vitesses d'écoulement avec compensation de la température utilisant un appareil à ultrasons portatifRésumé La spectroscopie à ultrasons est trÚs appropriée, en particulier pour les systÚmes de particules denses, pour la mesure en temps réel. Dans cette étude, un nouveau dispositif de mesure, à savoir un dispositif à ultrasons portatif (DUP), a été conçu et fabriqué pour mesurer la concentration des matiÚres en suspension et simultané-ment la vitesse d'écoulement en utilisant la propagation d'ondes ultrasonores dans un mélange solide-liquide à différentes températures. Une série d'expériences a été menée au laboratoire pour observer l'atténuation des ultrasons par des solutions de kaolin et de sédiments de réservoir sur une large gamme de concentrations (1000-300 000 mg/L) à différentes températures (15-27⹠C). Par régression sur les données obtenues, des fonctions linéaires de l'atténuation et de la température ont été établies pour fournir la concentration. Les données expérimentales ont été comparées avec les résultats théoriques simulés pour illustrer l'effet de la distribution granulométrique sur la mesure de la concentration. La fonctionnalité débitmÚtre du DUP a été vérifiée par un chariot étalon de vitesse dans un bassin rectiligne. Selon les essais expérimentaux du DUP, il a été...