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      巴歇爾槽明渠流量計運用中的疑難問題及解決方法

      發布時間: 2019-08-21  點擊次數: 1512次
           巴歇爾槽明渠流量計運用中的疑難問題及解決方法
          1、干式標定及其主要內容
          巴歇爾槽明渠流量計原理采用時差法測量明渠各層面平均流速,求出流速分布曲線。根據水位計測得的水位來計算梯形明渠端面積,進而得出其流量。
          在明渠上,以巴歇爾槽明渠流量計的原理和流體力學理論為基礎,將各測量參數在外部測量,把各測量參數的誤差綜合來決定誤差,這種間接測量流量計的誤差的方法,叫干式標定。干式標定與傳統實流標定不同,可以在不停止流動的情況下,在線對流量計誤差進行標定。
          干式標定不確定度計算內容主要有:
          ①、線流速測量不確定度,包括時間測量不確定度、聲道長度測量不確定度以及聲道角度測量不確定度。
          ②、端面積測量不確定度,包括渠端面輪廓測量誤差和測量水位時產生的水位測量誤差。
          ③、不同流速分布下的不確定度,在多聲道工作狀態下(3個以上),能夠再現流速分布,依據多面平均法計算,或依據平均端面計算流出量時流出量計算不確定度。
          ④流量不確定度計算,即每個誤差源平方之和的平方根。以此參照流量計性能指標,確定標定等級。
          2、實際標定中的疑難問題
          現場標定中主要存在以下疑難問題:
          2.1、流速分布誤差的計算
          流速分布誤差在不確定度的計算中起至關重要的作用,直接影響標定的等級。實際流場由于受提水站、明渠端面等諸多因素影響,多以紊流、亂流(旋渦、橫流)為主,所以地測量出流速分布函數,確定流速分布形態,成為流量計算以及不確定度計算的核心問題。設備安裝地址選擇在流態穩定,上下游直管段要足夠長(至少5倍渠寬)。
          2.2、水溫對誤差計算的影響
          水溫對聲波傳播速度有明顯影響。電廠明渠水溫在冬夏、上下游,甚至每一天都有較大變化,特別是實際現場,明渠水溫與液位測井的水溫有較大差別,嚴重影響了不確定度。究竟溫度綜合影響有多大,是個疑難問題。
          2.3、平均端面的確定
          平均端面對不確定度計算也有重要影響。超聲波流量計適用于平面規整的明渠水道,經過對安裝地址上下游12個端面,取同一水位實際測量時發現,面積誤差zui大達到7.4%,說明回水明渠并非完全規整平面的渠道,對流速分布有影響。如何確定典型端面,以及將典型端面演算到規整的平均端面是不確定度計算中難點問題。
          2.4、傳感器探頭高出渠壁20cm以上。對流速測量及計算面積的影響
          根據計算,假設為規整渠道,不同水位下,探頭未測到部分平均占3.5%,對流量計算有嚴重影響,而且如何演算到全端面,是個難點。建議傳感器座在渠壁內,探頭與壁齊平為好。
          2.5、液位計水深與明渠水深存在同步敏感程度的誤差
          現場中,明渠水深,在同一時間上,與液位計水深同步變化不同,直接影響流量測量及不確定度計算。
          3、結語
          多聲道超聲波用于大斷面明渠流量測量,現有理論充分,但真正用好測準并不容易,系統誤差、人為誤差,環境因素的影響,造成不確定度計算的復雜性。通過這次實踐,主要體會如下:
          ①、要有一個的項目組織體系,從考察、選購、安裝、標定到后期維護運行,都需要良好的組織、協調和溝通,保證產品的順利使用,節約時間和財力。
          ②、要根據測量對象及現場實際情況有針對性地制定測量方案,才有可能達到測量目的,滿足測量要求。
          ③、選準測量位置,要充分保障測量點上下執行段的長度,以保證測量點流態穩定。
          ④、校準測量系統各通道的傳輸延遲時間,正確設定測量系統內部參數。
          ⑤、測量執行渠道斷面的幾何參數,換能器的安全位置,牢固安裝水下設備。
          水,作為一種商品,準確計量有利于節約用水和促進國民經濟的發展,正確地選擇計量儀器,準確地確定誤差,對于水計量有重要的意義。在封閉管道式超聲波流量計用于開放型梯形明渠中,上述出現的疑難問題,有的已經解決,有的仍需要進一步探討和研究。
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