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流量测试仪的原理

发布时间: 2022-04-24  点击次数: 1201次

 流量监测仪可以计算河流、小溪、沟渠、山泉等流动水源的流量,单独使用可以预估全年排量,探索季节变化对高山融雪的影响等,多用于生态、水文研究,水源开发等。配合其它水质检测和生物检测仪器可以综合评估该地区水源被污染的程度、净化能力等。多用于环境生态检测,污染物排放控制检测。

通过速度传感器,可以将其显示在屏幕上。目前使用机械原理制成的流量仪并不太多,大多数仪器只能测量一点的流速,依次记录后手工计算出流量。因此螺旋桨测量方法一般只在单独测量流速时使用。测量结果更加的是利用多普勒原理制成的超声波或激光流速计,传感器发出超声波或激光遇到水流反射,如果水流速度较快,则反射波的频率较高,进而测出流速。使用多普勒原理制成的仪器计算功能比较强大了,一般支持流量测量,更有甚者用户可以选择不同的流速、流量测量方法进行加权计算,使结果更符合实际情况。


水流速度的测量

测量流速时,要根据实际水流状况和风向选取合适的测量方法,在一个横断面上取多点进行测量。只有流速测量结果正确时,流量才能近似等于实际情况。如果流速偏差很大,则流量计算也没有实际意义。

先来考虑不同深度水流速度的变化情况。在无风和水流逆风流动的情况下,河道中水流的速度类似于下图的曲线。因为空气和泥沙的阻力使得水面和水底的流速度变慢,河道中部的水流速度快。此时测量水流速度时推荐使用0.2/0.8[1],原因是水流平均速度出现在AB两点。则后得到的流速值偏大。


横截面积的估算

一般来说对于河道,越向中心深度越大,因此大致可以认为河道横截面为梯形。对于山泉则可以用长方形截面近似代替。而如果需要测量不规则的池塘或沟渠则需要取不同点的深度进行估算。


在实际情况中,中间值法一般用于山泉溪流的流量测量,因为这些水源深度较浅,宽度适中,流速较大,可以获得很准确的测量数据。

测量河道流速时,如果河流深度较浅,底部没有淤泥,测量人员可以达到河道中央时,也可以使用中间值法进行测量,计算流量。但是如果河道较深较宽,底部有淤泥或没有桥梁时,使用中间值法测量非常麻烦,不但需要测量大量流速数据,有时甚至需要借助小船才能到达河道中央,又因为船体不断运动,流速测量值也不准确。此时只能使用上述方法进行估算。

 

流量的测量一直是一个比较困难的课题,因为其测量方法比较单一,只能通过流速计算,是一个间接值,而流速又受各种环境和测量方法的影响。面对复杂情况,往往没有条件使用中间值法测量,此时要对测量结果进行近似处理。近似的方法有多种多样,上述方法只是其中之一。随着测量经验的不断增加,和对大量数据的归纳总结,久而久之能够形成一套应对不同情况的近似计算方法。