Р. Р. Масумов Методы измерения расхода воды
Современные средства измерения расхода воды
жүктеу/скачать 4,1 Mb. Pdf көрінісі
|
| Современные средства измерения расхода воды
Расход воды, как контролируемый гидравлический параметр, есть производная величина от базовых параметров – уровень и скорость потока в русле. Для определения величины расхода могут использоваться два способа: объемный и скоростной [7, 8]. В реальных условиях эксплуатации мелиоративных систем применим лишь последний, при котором главным измеряемым параметром является средняя скорость потока в контрольном створе. Соответственно приборы, называемые расходомерами, фактически являются скоростемерами. Согласно ГОСТ Р 51657.2-2000 [9], существуют семь основных методов определения расхода воды: гидродинамический, тахометрический, физический, меточный, парциальный, концентрационный и корреляционный. Реализация любого метода предполагает обязательное наличие двух технических компонентов: преобразователя расхода и прибора (устройства) измерения скорости потока. Меточные и концентрационные методы измерения расхода воды в открытых руслах основаны на введении в поток меток в виде поплавков, радиоизотопных меток, солевого раствора и т.п. Для определения величины расхода требуется либо визуальное наблюдение с фиксацией времени прохождения меток через контрольные створы, либо измерение концентрации солевого раствора в начальной и конечной точках участка потока. В любом случае требуется применение комплекса приборов и устройств, что усложняет метод. Поэтому такие методы используются, в основном, или для ориентировочного определения расхода, или для градуировки гидрометрических сооружений [10, 11]. Погрешность определения расхода колеблется в пределах от + 0,3 % до 10 %. Теоретический и практический интерес представляют метрологические характеристики специальных расходомерных устройств как серийно Библиотека водника, выпуск 11 54 выпускаемых промышленностью, так и экспериментальных вариантов, построенных на нетрадиционных методах определения расхода. Приборостроительная промышленность как отечественная, так и зарубежная в большинстве случаев ориентирована на выпуск расходомерных устройств для трубопроводов, работающих в напорном режиме. Средства измерения реализуют гидродинамический, тахометрический, физический и парциальный методы определения расхода. Причем наибольшее развитие получили физические методы, на основе которых разработаны ультразвуковые и электромагнитные расходомеры, например такие как «Акрон- 01», «Взлет РС», «Portalflow 300», «Днепр-7», «UFM-005», «ДРК-4», «Взлет ПР», «РУС-1», «РУС-1М», «SLS-700F» и мн. др. Поэтому задача организации водоучета для закрытой напорной оросительной сети не является особо проблемной, т.к. перечисленные приборы в достаточной степени отвечают соответствующим требованиям по их использованию. Метрологические характеристики расходомеров для трубопроводов практически идентичны: погрешность от + 0,5 % до 1,5 %; выходная информация – стандартный аналоговый сигнал 0-5; 4-20 мА; 0-20 мА; измеряется объемный расход. Эксплуатационные характеристики по массе расходомера и потребляемой мощности энергопитания лучше у ультразвуковых расходомеров. Иначе дело обстоит на открытой сети. Перечень выпускающихся расходомеров для открытых каналов и лотков не такой обширный. Приведенные в таблице 3 приборы можно рекомендовать к применению на сооружениях типа «фиксированное русло» и регулирующих ГТС со свободным режимом истечения воды из-под затвора. Методы измерения расхода воды на реках и каналах, в напорных трубопроводах насосных станций и оросительных систем 55 Как видно из приведенных выше описаний, остается нерешенной проблема организации автоматизированного технологического и коммерческого учета оросительной воды на градуированных гидротехнических сооружениях, оборудованных затворами и работающими в затопленном или подпорно- переменном режиме. Решить эту проблему позволит комплексное использование ультразвуковых, акустических или поплавковых уровнемеров (см. таблицу 1) в составе с современными микропроцессорными устройствами (контроллерами), преобразующими показания уровней воды на таких сооружениях в показания расхода и стока, согласно градуировочной характеристике каждого конкретного ГТС. Построение такой характеристики производится с использованием средств определения скорости водного потока (см. таблицу 2) и средств измерения линейно-угловых параметров сооружений. Из современного импортного и дорогостоящего оборудования наиболее применимыми на мелиоративных каналах являются профилировщики моделей Argonaut-SL, Argonaut MD, Argonaut SW, выпускаемые германской фирмой Sontek, с помощью которых можно производить градуировочные работы. Проблема измерения линейно-угловых параметров на мелиоративных системах может быть разделена на две задачи. Первая включает круг вопросов по линейно-угловой и высотной привязке водомерных ГТС, осуществляющих водоучет, к государственной геодезической сети, определению фактических уклонов каналов и ряда других аналогичных задач. Известные топогеодезические методы и средства измерения таких параметров полностью обеспечивают потребность службы эксплуатации МС, являются стандартизованными и хорошо апробированными. |