Современные средства для измерения скорости
течения воды
Методы и средства измерения скорости течения воды отличаются
большим разнообразием. Основными методами измерения скорости являются:
кинематический метод; тахометрический метод; меточный метод; тепловой
метод; гидродинамический метод; акустический (ультразвуковой метод);
электромагнитный метод. В соответствии с указанными методами, средства
измерения скоростей течения воды делятся на три группы.
I группа. Приборы и устройства, реализующие меточный метод или метод
смещения (метки течения в виде поплавков и вносимых в поток веществ). II
группа. Приборы и устройства, принцип действия которых основан на
использовании физических эффектов создаваемых текущей водой:
- ультразвуковые установки, использующие эффект различия скоростей
распространения звука по течению и против него;
- электромагнитные измерители скорости, измеряющие разность
потенциалов, возникающих в воде при ее протекании через электромагнитный
контур;
II группа.
- термогидрометры, в которых используется тепловое взаимодействие
чувствительного элемента и обтекающих его струй воды.
III группа. Приборы, основанные на гидродинамическом взаимодействии
с потоком воды, – гидрометрические вертушки, гидродинамические трубки,
гидрофлюгеры, механические и электронные динамометры. Из всего
многообразия
средств
измерения
скорости
течения
жидкости,
в
эксплуатационной
гидрометрии
наибольшее
применение
получили
гидрометрические вертушки и ультразвуковые установки. В таблице 2
приведены технические характеристики наиболее совершенных средств
измерения скорости течения воды отечественной и зарубежной разработок.
Методы измерения расхода воды на реках и каналах, в напорных
трубопроводах насосных станций и оросительных систем
51
Библиотека водника, выпуск 11
52
Наиболее широко применяемые динамические измерители скорости типа
«гидрометрическая вертушка» по метрологическим характеристикам не имеют
существенных отличий. Диапазон измерения скорости 0,15-10,0 м/с,
погрешность измерения + 1,0-2,0 %. Следует отметить более низкую
погрешность измерения зарубежных вертушек фирм ОТТ Германия и Swoffer
(США) + 1,0 %, что достигается более высоким качеством изготовления
элементов устройства. Выходная информация о скорости потока представляет
собой осредненные по времени итерации данные, выведенные на дисплей
прибора. Вследствие этого гидрометрические вертушки могут применяться лишь
для текущего контроля скорости течения в водотоках, градуировки и поверки
водомерных ГТС.
Электромагнитные измерители скорости еще не получили должного
распространения, хотя по эксплуатационным характеристикам они лучше
гидрометрических вертушек. Диапазон измерения скорости 0-10,0 м/с, т.е.
имеется возможность измерения очень малых скоростей. Погрешность
измерения составляет + 1; 2,5-4,5 %. Наиболее совершенным прибором является
новый измеритель течения «Наутилус С 2000» фирмы ОТТ (Германия).
Высокоточный, малогабаритный и легкий прибор, простой в обслуживании, он,
несомненно, заменит в перспективе гидрометрические вертушки. Прочие типы
измерителей скорости (таблица 2) представлены с целью оценки технического
уровня и анализа тенденций совершенствования измерителей актуальной
скорости течения в потоке жидкости.
Термоизмерители скорости, электролитические и радиометрические
измерители предназначены, в основном, для измерения малых и сверхмалых
скоростей течения воды. Погрешность измерения существенно зависит от
периодичности калибровки прибора и условий измерения. В ближайшей
перспективе не следует ожидать их массового применения.
Методы измерения расхода воды на реках и каналах, в напорных
трубопроводах насосных станций и оросительных систем
53
Динамический датчик скорости OMEGA FSW-52 (США) представляет
собой разновидность измерителей скорости, конструктивно выполненных в виде
погруженного в поток тела (стержень, лопатка и т.д.) на которое воздействует
скоростной напор жидкости. Особенности устройства таких датчиков позволяют
применять их в качестве стационарных измерителей скоростей на различных
ТОУ МС.
Акустические
(ультразвуковые)
измерители
скорости,
в
силу
особенностей метода измерения, используются в составе ультразвуковых
измерителей расхода, т.к. определяют величину средней скорости по сечению
потока. Имеется ряд экспериментальных конструкций ультразвуковых
измерителей скорости в точке потока, но массового применения они не
получили.
Достарыңызбен бөлісу: |