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    巴歇尔槽明渠流量计运用中的疑难问题及解决方法

    发布时间: 2019-08-21  点击次数: 569次
         巴歇尔槽明渠流量计运用中的疑难问题及解决方法
        1、干式标定及其主要内容
        巴歇尔槽明渠流量计原理采用时差法测量明渠各层面平均流速,求出流速分布曲线。根据水位计测得的水位来计算梯形明渠端面积,进而得出其流量。
        在明渠上,以巴歇尔槽明渠流量计的原理和流体力学理论为基础,将各测量参数在外部测量,把各测量参数的误差综合来决定误差,这种间接测量流量计的误差的方法,叫干式标定。干式标定与传统实流标定不同,可以在不停止流动的情况下,在线对流量计误差进行标定。
        干式标定不确定度计算内容主要有:
        ①、线流速测量不确定度,包括时间测量不确定度、声道长度测量不确定度以及声道角度测量不确定度。
        ②、端面积测量不确定度,包括渠端面轮廓测量误差和测量水位时产生的水位测量误差。
        ③、不同流速分布下的不确定度,在多声道工作状态下(3个以上),能够再现流速分布,依据多面平均法计算,或依据平均端面计算流出量时流出量计算不确定度。
        ④流量不确定度计算,即每个误差源平方之和的平方根。以此参照流量计性能指标,确定标定等级。
        2、实际标定中的疑难问题
        现场标定中主要存在以下疑难问题:
        2.1、流速分布误差的计算
        流速分布误差在不确定度的计算中起至关重要的作用,直接影响标定的等级。实际流场由于受提水站、明渠端面等诸多因素影响,多以紊流、乱流(旋涡、横流)为主,所以地测量出流速分布函数,确定流速分布形态,成为流量计算以及不确定度计算的核心问题。设备安装地址选择在流态稳定,上下游直管段要足够长(至少5倍渠宽)。
        2.2、水温对误差计算的影响
        水温对声波传播速度有明显影响。电厂明渠水温在冬夏、上下游,甚至每一天都有较大变化,特别是实际现场,明渠水温与液位测井的水温有较大差别,严重影响了不确定度。究竟温度综合影响有多大,是个疑难问题。
        2.3、平均端面的确定
        平均端面对不确定度计算也有重要影响。超声波流量计适用于平面规整的明渠水道,经过对安装地址上下游12个端面,取同一水位实际测量时发现,面积误差zui大达到7.4%,说明回水明渠并非完全规整平面的渠道,对流速分布有影响。如何确定典型端面,以及将典型端面演算到规整的平均端面是不确定度计算中难点问题。
        2.4、传感器探头高出渠壁20cm以上。对流速测量及计算面积的影响
        根据计算,假设为规整渠道,不同水位下,探头未测到部分平均占3.5%,对流量计算有严重影响,而且如何演算到全端面,是个难点。建议传感器座在渠壁内,探头与壁齐平为好。
        2.5、液位计水深与明渠水深存在同步敏感程度的误差
        现场中,明渠水深,在同一时间上,与液位计水深同步变化不同,直接影响流量测量及不确定度计算。
        3、结语
        多声道超声波用于大断面明渠流量测量,现有理论充分,但真正用好测准并不容易,系统误差、人为误差,环境因素的影响,造成不确定度计算的复杂性。通过这次实践,主要体会如下:
        ①、要有一个的项目组织体系,从考察、选购、安装、标定到后期维护运行,都需要良好的组织、协调和沟通,保证产品的顺利使用,节约时间和财力。
        ②、要根据测量对象及现场实际情况有针对性地制定测量方案,才有可能达到测量目的,满足测量要求。
        ③、选准测量位置,要充分保障测量点上下执行段的长度,以保证测量点流态稳定。
        ④、校准测量系统各通道的传输延迟时间,正确设定测量系统内部参数。
        ⑤、测量执行渠道断面的几何参数,换能器的安全位置,牢固安装水下设备。
        水,作为一种商品,准确计量有利于节约用水和促进国民经济的发展,正确地选择计量仪器,准确地确定误差,对于水计量有重要的意义。在封闭管道式超声波流量计用于开放型梯形明渠中,上述出现的疑难问题,有的已经解决,有的仍需要进一步探讨和研究。