多普勒流量计在罐区的应用

1、水工建筑物法

水工建筑物测流方法，是利用河、渠、湖、库上已有的堰闸、涵洞、抽水站、水电站等水工泄水建筑物，通过实测水头（水头差）、闸门开启高度等水力因素，经率定分析或利用经验公式确定流量系数或效率系数，用水力学公式计算流量的一种测流方法。

优点：

（1）简便易行、经济实惠；

（2）可减少因灌溉系统设置量水设施产生的水头损失；

（3）能取得完整的连续资料；

（4）只要边界条件不变，水工建筑物的水位流量关系是固定不变的，而且是单一关系。

缺点：

（1）水工建筑物的流量系数需通过人工测量来确定，测量精度不太高；

（2）现有的水工建筑物有的经多年运行老化、破损严重，不能符合利用建筑物量水的条件。

2、槽堰测流法

测流堰槽一般是由行近渠槽、量水建筑物和下游段三部分组成，通过量水建筑物主体段过水断面的科学收缩，使得上、下游形成一定的落差水头，即可用公式、表格或关系曲线，得到较为稳定的水位与流量关系。

测流堰槽一般在没有水工建筑物或现有水工建筑物不能用以量水时，或是要求的量水精度超过水工建筑物量水能达到的精度时，可采用。

（1）简便易行、经济实惠；

（2）原理简单，使用较方便；

缺点：

（1）需要设置进行土建，施工成本较高；

（2）通常采用超声波水位计测量水位换算流量，测量精度不高；

（3）对水体有阻碍作用。

3、速度面积法（多普勒超声波流量计）

多普勒流量计在罐区的应用JHDP-660多普勒超声波流量计流速测量基于多普勒效应，探头斜向上发出一束超声波，超声波在流体中传播，流体中会含有气泡或者颗粒等杂质（可以认为流体中的杂质和水流的速度一致），当超声波接触到流体中的杂质时会使反射的超声波产生多普勒频移Δf，多普勒频移Δf正比于流速。通过测量多普勒频移Δf即可测量出流体的流速。

JHDP-660多普超声波流量计采用速度面积法测流，利用超声波流速传感器测量流速V，利用压力式水位计测量水位H，预先在控制器设置的渠道参数，控制器可以利用水位自动换算出过流面积S，流体的流量公式为：

Q= V×S

其中V- - - -流速 S- - - -过流面积Q- - -瞬时流量

由于采用了速度面积法测流，其可以适用于任何形态的断面。

优点：

（1）测量精度高，流速精度可达测量流速的±1%。

（2）采用速度面积法测流，可以适用于各种形态断面或者非规则断面的水流量测量，不需要修建相应的堰槽。

（3）使用简单，只需要将设备固定在渠道里面即可完成测量。

（4）能够测流低至2cm/s的流速，是其他流量传感器无法实现的。

（5）无水头损失，不会对水流造成阻碍。

缺点：

（1）价格比堰槽法的稍贵。

二、多普勒流量计在罐区的应用多普勒超声波流量计在灌区的应用方式。

1、用于水位流速曲线的校核

可以利用便携式多普勒超声波放置于灌区的渠道中，在上游放水的过程中，测量水位和流速、流量的变化，并生成水位流速流量表。后期计量可以直接采用超声波水位计或者雷达式水位计进行在线监测，并结合已有的水位流速流量关系得到当前水位下的流量值。当灌区的上下游渠道发生改变时需要重新测量。该方法适合于对于成本有要求，且需要大批量监测的灌区使用。

2、用于长期在线监测

利用JHDP多普勒超声波流量计配合RTU-1遥测终端机使用，采用市电或者太阳能供电系统进行供电，将流量计固定于渠道中，遥测终端机定时的采集流量计里面的数据通过GPRS远程发送到服务器中，数据可以通过WEB平台进行查看。

 

整个系统由以下几个方面组成：

（1）JHDP-660多普勒超声波流量计探头，用于测量渠道的流速、水位、水温、流量、累计流量。利用支架固定在将设备固定在渠道上面，或者直接固定在渠道底部。

（2） RTU-1遥测终端机，用于采集本地传感器的相应的数据，并将数据发送至服务器。

（3）设备机箱，用于放置胶体蓄电池，充电器，遥测终端机等。

（4）胶体蓄电池，用于给所有设备进行供电，一般选择12V38AH。

（5）太阳能电池板，用于给胶体蓄电池进行充电。

（6）充电器，用于给胶体蓄电池充电。

（7）立杆、避雷针、地笼，用于相应的土建，机箱等的固定。