Transcript 二、流速流量监测
二、流速流量监测仪器 －流速测量仪器设备 －流量测量仪器设备 流速仪器分类 • 测量点流速的流速仪 －转子式流速仪 －声学点流速仪 －电波流速仪 －电磁点流速仪 －光学流速仪 • 测量剖面流速的流速仪 －声学多普勒剖面流速仪 －声学时差法流速仪 －扫描式电波流速仪 －电磁流速仪 按流量测量方法的原理分类 • 流速面积法（河流流量测验规范、声学多普勒流量 测验规范、水文测船测验规范、水文缆道测验规范、 动船法测流） • 水力学法（水工建筑物测流规范、堰槽测流规范、 比降－面积法测流规范） • 示踪剂法（国内应用很少） • 容积法（可用于潮汐影响河段） 示踪剂法简介 示踪剂法也被称为稀释法。其原理是： 将某种物质（示踪剂）连续均匀、或一次性将一定 量的示踪剂突然注入水流中，在水流下游测量水中 该示踪剂的含量，或测量该示踪剂含量的变化过程。 从而推算流量。 应用方法：一次投入法、连续投入法。 应用的示踪剂：放射性示踪剂－测量放射性射线、粒子 化学示踪剂－氯化钠、碘、锂、锰盐 荧光示踪剂－ 流速面积法测量流量 按测量流速的方法和仪器的不同， 可以分为： 1。测量点流速的流速面积法。 使用各种点流速仪 2。测量剖面流速的流速面积法。 使用剖面流速仪，主要是声学流速仪。 3。测量表面流速的流速面积法。 使用表面流速仪，电波流速仪。 测量点流速的流速仪 • 转子式流速仪——应用最普遍，也是最准确的流速 仪。仪器使用旋桨、旋杯式转子感应流速，测量转 子的转速，计算水流速度。 • 声学点流速仪——应用声学多普勒原理测量仪器所 在点的水流速度。 • 电磁点流速仪——应用电磁测速原理测量点流速 • 电波流速仪——应用电磁波的多普勒测速原理测量 水面点流速 • 激光流速仪——应用光学多普勒原理测量点流速 常用的转子式流速仪 • • • • • • • LS25－1型旋桨式流速仪 LS25－3型旋桨式流速仪 LS20型旋桨式流速仪 LS1206型旋桨式流速仪 LS68型旋杯式流速仪 LS78型旋杯式低流速仪 LS45型旋杯式浅水低流速仪 美国应用的主要流速仪 Type AA ICE Meter "Dumas" current meter Price type AA current meter 声学点流速仪 利用多普勒原理测量点流速。仪器的传感器发 射超声波，接收仪器前方或下方一固定点处的反 射波，测出其多普勒频移，计算流速。 特点： ——这类仪器没有可动部件，可以长期安装在水 中，自动测记点流速。 ——可以测出流速的方向。 ——可以测出垂直于断面的流速分量。 I1 发射的频率为 f0 的辐射波经两 次多普勒频移后被 I2 所接收。 I2 接 收到的反射波的频率为f，则多普勒 频移fD为 V f D f f0 f0 C cos 1 cos 2 式中：C——辐射波的传播速度 θ1θ2——分别为V和I1A、I2A连 接线的夹角 仪器固定后，C、θ1θ2、f0均为 常数，于是可得 V C / f0 cos1 cos2 f D Kf D 由此可知，流速V与fD 呈线性关 系。这是反射式多普勒测速的基本 公式。实际使用时，将水中的悬浮 物或小气泡作为反射体，测得其运 动速度，也就认为测得了流速。 应用多普勒原 理测速示意图 多普勒点流速仪示意图 ADV 多普勒点流速仪（ADV) 多普勒点流速 •• 仪性能 • • 国内有过这类产品，其性 • 能如下： • A ． 测 速 范 围 ： 0.01~5m/s ， • 只测平行于仪器轴线方向 • 的流速。 • B．流速测量精度：均方差 • ≤1.5%。 • C．最小适用水深：≥2cm。 • • D．电源：6V或12V。 • • E．工作温度：0~45º • 国外典型产品技术性能： A．测速范围：±0.3、±1、±3、 ±7m/s。 B ． 测 速 准 确 度 ： ±0.05%±0.1cm/s。 C．测量点与发射换能器距离：5、 10、15cm。 D．使用最小水深：2cm（用于只 测单向流速）、6cm和12cm E．声波频率：>5MHZ。 F．工作环境：-5~45℃，水下为 0~40℃。 G．数据贮存：固态存贮六个月 以上（10分钟一次）。 H．数据通信：RS232、RS422。 I．电源：8~18VDC，220VAC。 电磁式点流速仪 利用电磁原理测量点流速。这类仪器在水中产 生一个人工磁场，水流流过此磁场，相当于电导 体切割磁力线，将在水流两侧产生感应电动势。 测量此电动势后可以计算出水流的平均流速。 特点： ——磁场只产生在仪器附近，测得的流速被 认为是 仪器所在处的点流速。 ——仪器没有可动部件，不受水中杂质影响。 ——水的电导会影响测速准确性。 电磁式点流速仪原理图 电磁流速仪 电磁流速仪 测速区域：约直径120mm 某国外电磁流速仪技术指标 • • • • • 流速范围： 0.000～2.5m/s • 测流历时： 2,5,10,15,20,30,40,60s • 精 度： 1% • 零 飘：± 2.0mm/s • 输 出： RS 232 C • • 环境温度：－ 5℃～+60℃ • • 探头材料：环氧树脂 • • 重 量： 0.5kg 流速流量测量设备 • • • • • 水文测船 水文缆道 水文巡测车 水文测桥 涉水测流 EKL-3型缆道自动测流综合控制系统 缆道测流系统 • 主要技术指标 1 绞车控制： 性能 • 1）驱动电机：三相交流电机 • • • • • • • ．系统的主要功能： • 2）行车速度：0～2m/s (1) 自动半自动测流； • 3） 限位控制：河底信号停车控 制， 测点定位自动停车控制。 (2) 手动测流功能； 2 缆道测距 光电增量编码传感器 (3) 人工录入数据功能； • 1） 起点距测验（带缆道弧度修正） (4) 测次流量报表计算功能； • 计数显示、分辨力：0.1m (5)断面流速分布图生成 • 2） 缆道测深（入水深） (6) 断面测量动态跟踪示图 • 计数显示、分辨力：0.01m 功能； • 3。 水文流速测算 • (7)缆道泥沙采样器控制信 • 适应范围：各种转子式流速仪 ； 号发生功能； • 适应信号：交流音频信号或直流 • (8) 流量报表Email传输功 信号； 能； • 显示参数：当前流速仪K值、历时 T、信号数N、流速V； 几种国产巡测（桥测）车 一个美国水文站 吊 箱 缆 道 、 水 位 井 、 和 一 组 水 尺 这 是 一 个 测 验 设 施 较 全 的 测 站 ， 有