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自流道流量测量系统
来源:  作者:本站

摘要:本文介绍了一种新的自流道输水流量计量方法,讨论了自动测量系统的组成,工作原理,技术特点和应用设计实现。

关键词:水位 流量

一.引言

天津市引滦工程潮白河泵站自流道于1987年建成使用后,大大缩短了泵站的开机时间,全年基本上由自流道向市内输水,为了保证输水数据的准确性,需要实时监测自流道的输水流量。

多年以来,传统的自流道输水流量的计量是通过人工定时读取流道进、出口处水尺得到水位值,然后通过查有关自流道形状、流态等参数对应的曲线取修正参数后,再通过计算算出流量的方法获得,这种方法不仅费时费力,不能连续或实时计量,而且其准确性也受到天气、人为因素等影响。

为了提高测量精度,消除人为影响,我们设计了潮白河自流道流量测量系统,下文将介绍系统的组成,工作原理和技术实现。

二.系统组成

自流道输水流量计量,是通过水位采集系统连续测量自流道进口和出口处的水位值,将所测得的水位值送入流量数据处理系统,计算出实时的流量值。

图1是测量系统示意图。

声学探头安装在自流道进口和出口的支架上,通过电缆将信号传至安装在泵站主探室的水位采集系统,计算出各测点的水位值,再通过电缆送至安装在管理处办公楼水调科的流量数据处理系统,并依据进口水位、出口水位经数据计算处理得出流量、系统内的半导体存储器自动存贮水位和流量参数,主探系统将处理结果送出显示并打印,各项参数还可以由标准的RS-232C串行接口送入计算机中,用计算机建立起数据库并进行计算机后处理。

仪器包括声学探头及外保护管、水位采集系统、流量数据处理系统、大屏幕显示部分、打印机及RS-232C通讯接口。

三.系统设计与实现

1.水位采集系统

(1)水位测量工作原理

水位测量原理如图2所示,由收发共用声学探头发射一声脉冲,经声管传声L声程遇水界面产生反射,反射波(下称回波),又经L声程由同一声学探头接收,只要测得声波(由发射至接收到回波)在空气中的传播时间t及现场声速c,就可测算出声学探头发射面至水面的距离,即

在设计上采用自校准技术对声速进行补偿,即在连接声学探头的第一节声管(称此声管为校准管)的已知距离L0处开有一校准用小圆孔。声学探头发射的声脉冲首先遇小孔这一界面产生反射回波,这一回波传播的声程2L0为已知,传播时间t0可测出,传播声速若为c0则有:
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