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利用明渠技術,以流速-水位運算法為基礎,通過測量流體液位高度,結合標準堰槽的幾何尺寸、邊坡系數、渠道精度、水力坡道、流速垂直平面修正系數,再經過儀器內部的微處理器運算得到流量。由于是非接觸測量,明渠流量計能在較惡劣的環(huán)境中應用。明渠流量計在微機控制下,發(fā)射和接收超聲波,根據傳輸時間計算出明渠流量計距被測液面的距離,從而得到液位高度,由于該液位與流量之間有一定的比例關系,因此可根據計算公式最終得到液體流量Q。

多普勒明渠流量計

采用接觸式測量方法,將傳感器放置在渠道底部,通過流速-面積法,在兩個探頭一發(fā)一收之間,系統(tǒng)根據多普勒時間效應,測算出過水流速,再通過傳感器所在的區(qū)域截面積,根據公式換算出瞬時流量。

多聲道明渠流量計

又稱時差法明渠流量計,屬于在線式測量。運用超聲波時差法測量水流速。 在渠道兩側安裝超聲波時差法流速儀傳感器,測量水中平均流速,在通過超聲波水位計測量水位高度,通過流量計積算儀進行水力模型率定計算明渠瞬時流量。

結構:一體式和分體式

測量范圍:0.1m3/h-99999.99m3/h,根據不同堰槽決定

累計流量:最大為429000000.00m3

液位測量精度:0.5%

分辨率:3mm或0.1%(取大者)

流量測量精度:標準堰槽1-5%

供電:220V/24V/12V,電池供電,太陽能供電等

防護等級:顯示儀表IP66,探頭IP68

多普勒明渠流量計

水位測量范圍(m):0.02~3m,0.02~10m

流速范圍:0.03m/s~5.0m/s

測量分辨率:1mm/s

整機測量精度: 系統(tǒng)誤差±3‰

流量測量范圍:1升/秒~99999999m3/h

工作溫度(℃): -20℃~+60℃

最小水位分辨(mm): ±1mm

信號輸出: RS485,MODBUS協(xié)議

供電電源: DC12V 、電池供電、太陽能供電等

無線傳輸:GPRS型RTU無線傳輸器

多聲道明渠流量計

測量流速精度:1.0%

流速范圍:±10m/s

測量渠道寬度:時差法0.5~10米

時差測量分辨率:40皮秒

環(huán)境溫度:-20~70℃

工作溫度:-20~70℃

介質溫度:-20~80℃

防護等級:IP68

2、如果要測量流速指標,需要選擇多普勒明渠流量計或多聲道明渠流量計;若只選擇測量流量,則用超聲波明渠流量計即可;

3、流體特性主要指燃氣的壓力、溫度、密度、黏度、壓縮性等,由于煤氣的體積隨著溫度、壓力而變化,應考慮是否要補償修正。

4、儀表性能是指儀表的精度、重復性、線性度、量程比、壓力損失、起始流量、輸出信號及響應時間等,選流量計時應對上述指標進行仔細分析比較,選擇能滿足計量介質流量要求的儀表。

5、安裝條件是指燃氣流向、管道走向、上下游直管道長度、管徑、空間位置及管件等,這些都會影響燃氣煤氣流量計的準確運行、維護保養(yǎng)和使用壽命。

6、經濟因素是指購置費、安裝費、維護費、校驗費及備品備件等,其又受燃氣煤氣流量計的性能、可靠性、壽命等影響。

測量時不受水中漂浮物泥沙、氣泡和水位大幅度變化的影響流量傳感器對水流產生阻力結構簡單、體積小、安裝方便。

標準渠道不需要改造可直接安裝,安裝施工費用低。

儀表顯示輸出功能齊全,可顯示水位、流速、流量、累計流量等測量數據,并具有RS-485通訊接口。

具有水位、泥位、流速超限報警功能。

具有數據保存功能,可在長期停電的情況下保存設置參數和流量值。

針對城市供水引水渠、工業(yè)引水和排水渠、污水治理渠道等流量測量特點,應考慮以下因素選擇合適的測量方法。

1、水路大小和形狀,流速范圍,最大流量和最小流量;

2、測量精確度要求;

3、流量計設置場所和環(huán)境條件;

4、液體狀況,潔凈程度,含有固相濃度,腐蝕性;

5、現場允許落差(或升高水位)和渠道坡度;

6、與液體接觸的儀表零部件材料;

估算渠道流量和抬高水位

對于新建單位可通過工藝流程計算渠道流量與擬安裝位置,再選定儀表規(guī)格。對于老企業(yè)添置儀表要估計既有渠道流量和確認儀表上游允許升高水位;即確定流量儀表規(guī)格和流量范圍,要取決于渠道峰流量和允許升高水位兩個因素。

一、估計峰流量

通常有投浮子法和日排放量估算法兩種方法。

1、投浮子法 既有明渠可采用投浮子法測定和估算流量。選定在最大流量時,兩人距離L(20~50m)立于直渠道旁,上游一人投放浮子(一般是木制圓片),下游一人在投放木片的瞬間啟動計時,當浮子到達時停止計時,得時間t,求出渠道表面流速υ m/s(υ=L/t) 。再測出渠道流通截面積Am2,便可從式(5)估算流量Q 式中 K————————-修正系數,因表面流速大于平均流速,一般取0.84~0.90.

2、從日排放量Qd估算峰流量Qp 在沒有條件用投浮子法或新建系統(tǒng),可采用實際(或設計)的排放量來估計峰流量,估算公式如式(6)或(7)式中 Ku——————不均勻系數,如為均勻連續(xù)排放,可取1.1~1.2;

H ——————-每天集中排放累計小時數,如為不均勻連續(xù)排放,則按集中排放小時計算。

二、確定抬高水位

除流速-水位流量計和非滿管電磁流量計外,渠道安裝流量計后其上游均要抬高水位。對于新設計的渠系可按測量流量范圍和周邊環(huán)境條件全面考慮確定升高水位高度。對于現有渠道在選定流量計時,要考慮上游渠系水位抬高后的影響(如水位是否會漫溢出渠道),然后再按確定的水位升高高度和峰流量值選定儀表規(guī)格。

年檢校準的基本要求校準應滿足的基本要求如下:

1、環(huán)境條件校準如在檢定(校準)室進行,則環(huán)境條件應滿足實驗室要求的溫度、濕度等規(guī)定。校準如在現場進行,則環(huán)境條件以能滿足儀表現場使用的條件為準。

2、儀器作為校準用的標準儀器其誤差限應是被校表誤差限的1/3~1/10。

3、人員校準雖不同于檢定,但進行校準的人員也應經有效的考核,并取得相應的合格證書,只有持證人員方呆出具校準證書和校準報告,也只有這種證書和報告才認為是有效的。

校準可以找地方計量所或者第三方校準單位,如上海計量所,廣東計量所,蘇州計量校準網等.... ,前提都必須得有國家辦法的CNAS計量。

表 渠用流量儀表性能比較

各類儀表的特點前文已有所論述,做綜合比較。

1、水頭損失或上游側抬高水位 流速-水位法沒有因測量帶來水頭損失,其余幾種方法渠道均要被截流或裝入一段流量檢測件段,抬高上游水位。潛水電磁流量計由于可裝分流模型,升高水位可比較靈活地選擇。

2、安裝方便性 流量檢測件本身和安裝以槽最為復雜,堰和潛水電磁流量傳感器相對簡單。

對已有渠道改造,安裝流量檢測件時挖掘工程量大,特別是暗渠要設置檢查井(陰井),往往成為否定選用方案的原因。

除潛水電磁法外,其他各類方法均有直渠道要求,這給選擇測量點位置帶來許多制約條件。