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1、《明渠流量計(jì)比較》北京金水中科科技有限公司明渠測(cè)流方法比較一、測(cè)流方法1.超聲波時(shí)差法(分單聲道法與多聲道法)2.超聲波多普勒法3.電磁法(分單點(diǎn)法與多點(diǎn)法)二、相互比較:三、如何提高測(cè)量精度明渠流量計(jì)(指直接測(cè)流速的流量計(jì),不包括通過(guò)水位換算流量的水位式流量計(jì))目前有三種類(lèi)型:①超聲波時(shí)差法(分單聲道法與多聲道法)如:RISONIC2000(瑞士)②超聲波多普勒法如:HOH-L-O1(北京金水中科)③電磁法(分單點(diǎn)法與多點(diǎn)法)如:LDM-51()一、測(cè)流方法:1.超聲波時(shí)差法(分單聲道法與多聲道法)實(shí)物安裝圖如下圖:安裝示意圖如下圖:測(cè)
2、流原理如下圖: 斷面的平均流速等于=(V1*A1+V2*A2+…Vi*Ai+…+Vn*An)/AVi:第i個(gè)流速探頭測(cè)量的平均線流速Ai:第i個(gè)分割面積2.超聲波多普勒法實(shí)物安裝圖如下圖:安裝示意圖如下圖:測(cè)流原理如下圖:斷面的平均流速=實(shí)際測(cè)速范圍內(nèi)的雜質(zhì)最大概率流速3.電磁法(分單點(diǎn)法與多點(diǎn)法)實(shí)物安裝圖如下圖:安裝示意圖如下圖:測(cè)流原理如下圖:以三點(diǎn)法為例:斷面的平均流速等于=(V1*A1+V2*A2+V3*A3)*K/AVi:第i個(gè)流速探頭測(cè)量的點(diǎn)流速Ai:第i個(gè)分割面積K:模型轉(zhuǎn)換系數(shù)二、相互比較:以上三種明渠流量計(jì)的測(cè)速原理
3、均是測(cè)出標(biāo)準(zhǔn)斷面上的部分流速來(lái)?yè)Q算為整體斷面的平均流速,其中超聲波時(shí)差法的單聲道法與電磁法的單點(diǎn)法在渠道水位變化時(shí)流速探頭會(huì)接近甚至露出水面,因此精度不會(huì)很高,所以這里只比較以下三種測(cè)量方法的精度:①超聲波時(shí)差法(多聲道法)②電磁法(多點(diǎn)法)③超聲波多普勒法從理論上講,三種方法測(cè)得的各自測(cè)流范圍的流速精度應(yīng)該都是很高的,都在1%以?xún)?nèi),關(guān)鍵是換算為斷面整體平均流速時(shí)其計(jì)算模型會(huì)產(chǎn)生誤差,因此這三種方法的實(shí)際斷面流量測(cè)量精度主要是換算模型及公式的精度及校準(zhǔn)精度。從上述測(cè)量原理圖中可以看出電磁法(多點(diǎn)法)的實(shí)際測(cè)量范圍是點(diǎn),超聲波時(shí)差法(多聲道
4、法)的實(shí)際測(cè)量范圍是線,超聲波多普勒法的實(shí)際測(cè)量范圍為面,比較如下圖:從上述測(cè)量范圍可以看出,超聲波時(shí)差法(多聲道法)的測(cè)量范圍完全包含了電磁法(多點(diǎn)法)的測(cè)量范圍,因此前者的精度肯定會(huì)比后者高(實(shí)際應(yīng)用中可能后者的測(cè)量精度有時(shí)會(huì)高于前者,這主要是由于安裝位置、安裝精度、校準(zhǔn)方法等引起的,如果在同樣的位置并采用同樣的安裝精度及校準(zhǔn)方法,后者的精度肯定不會(huì)高于前者。)。所以下面只對(duì)超聲波時(shí)差法(多聲道法)與超聲波多普勒法的測(cè)量精度及優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較。水質(zhì)要求安裝維護(hù)價(jià)格可靠性測(cè)量精度備注備寬淺渠道(渠寬〉5倍水深)中等渠道(5倍水深》渠寬》水
5、深)窄渠道(渠寬〈水深)超聲波時(shí)差法(多聲道法)清水,水中漂浮物要少難高中高高一般超聲波多普勒法渾水,水中需有雜質(zhì)或氣泡易中中一般高很高三、如何提高測(cè)量精度以上三種測(cè)流方法在實(shí)際應(yīng)用中其實(shí)際測(cè)量精度與理論精度(即儀器出廠標(biāo)定精度)肯定會(huì)有一定的差距,這主要是由于安裝位置、安裝精度、數(shù)據(jù)處理方法、校準(zhǔn)方法等產(chǎn)生的,因此提高測(cè)量精度主要從這幾點(diǎn)入手:(1)調(diào)整安裝位置盡量選擇具有標(biāo)準(zhǔn)斷面的順直渠道,滿足前10后5的要求(既儀器上游順直段有10倍渠寬,下游順直段有5倍渠寬)。如果不滿足這個(gè)要求,水的流態(tài)不會(huì)非常平穩(wěn),會(huì)產(chǎn)生測(cè)量結(jié)果偏大或偏小的情
6、況,這時(shí)就需要進(jìn)行修正,一般是乘以一個(gè)修正系數(shù)(該系數(shù)是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)率定產(chǎn)生的)或調(diào)整安裝位置。(2)提高安裝精度主要為流速探頭的安裝角度、位置等是否準(zhǔn)確,如果安裝角度發(fā)生偏差,則結(jié)果會(huì)有一個(gè)固定的誤差系數(shù),這時(shí)候?yàn)樘岣邷y(cè)量精度則需要調(diào)整安裝角度或乘以一個(gè)修正系數(shù)。(3)數(shù)據(jù)處理方法主要是指在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中現(xiàn)場(chǎng)會(huì)有各種干擾(如正在測(cè)量時(shí)有魚(yú)在流速探頭附近游過(guò)),使個(gè)別數(shù)據(jù)不準(zhǔn)或完全失真,如果測(cè)量的時(shí)間間隔較大,則這些失真數(shù)據(jù)會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生較大影響,因此需要增加測(cè)量時(shí)間間隔密度或?qū)κд鏀?shù)據(jù)進(jìn)行刪除或平滑處理。(1)校準(zhǔn)方法校準(zhǔn)時(shí)一定要保證在一
7、段時(shí)間內(nèi)測(cè)量斷面處的過(guò)流量保持恒定,否則在漲水或落水的過(guò)程中同樣的水位會(huì)對(duì)應(yīng)不同的流量,造成校準(zhǔn)系數(shù)結(jié)果偏大(落水)或偏?。q水);另一個(gè)要注意的是要選擇一個(gè)或幾個(gè)合適的水位附近進(jìn)行校準(zhǔn),不能選擇極端水位;當(dāng)實(shí)際斷面過(guò)流量的準(zhǔn)確值無(wú)法獲得時(shí),可通過(guò)對(duì)稱(chēng)法或反向法安裝儀器來(lái)抵消系統(tǒng)誤差。