1 / 142

灌区量测水技术及 装备

灌区量测水技术及 装备. 水利部南京水利水文自动化研究所. Nanjing Automation Institute of Water Conservancy and Hydrology Ministry of Water Resources P.R.C. 目录. 南京水利水文自动化研究所. 主要内容. 第一部分 灌区量测水基本要求和方法 第二部分 流速面积法的流量测量技术 第三部分 水位流量关系的流量测量技术 第四部分 灌区量测水信息化系统建设要点. 第一部分 灌区量测水基本要求和方法. 南京水利水文自动化研究所.

donald
Download Presentation

灌区量测水技术及 装备

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. 灌区量测水技术及装备 水利部南京水利水文自动化研究所 Nanjing Automation Institute of Water Conservancy and Hydrology Ministry of Water Resources P.R.C

  2. 目录 南京水利水文自动化研究所 主要内容 第一部分 灌区量测水基本要求和方法 第二部分 流速面积法的流量测量技术 第三部分 水位流量关系的流量测量技术 第四部分 灌区量测水信息化系统建设要点

  3. 第一部分 灌区量测水基本要求和方法

  4. 南京水利水文自动化研究所 “数字灌区”的建设是汇集了多种学科的多种技术,也是一个技术高度集成的信息化系统,“数字灌区”主要由信息的采集、传输、存储、分析处理、信息表示五部分组成。 组成 信息传递遥测通信网 接收处理中心站 可由网络与其他系统进行信息交换 量测水监测站 灌区量测水自动监测站是“一种能自动进行观测和发送或记录灌区用水观测数据的仪器。如果需要,可直接地或在中心站编发灌区量测水水情报告,也可按业务需求编制各类灌区水管理报表。”

  5. 灌区量测水基本要求和方法 南京水利水文自动化研究所 数字灌区量测水需求 • 灌区信息采集由三部分组成,分别为灌区测量对象部分、各类传感器部分、灌区数据采集部分。根据灌区信息采集的需要,数据采集终端由数据采集子系统、数据预处理子系统和后备电源子系统构成,实现对现场数据的实时采集、处理、存储及保护。数据采集子系统由模拟量输入模块、数字量输入模块组成,实现现场数据的实时采集。数据预处理子系统是一包含数据采集控制、数据预处理、数据存储保护、数据通讯控制等模块的单片机应用系统,在数据采集终端允许的条件下,对采集到的数据做适当的运算处理,并对其进行可靠保护,为数据通讯做好准备。

  6. 灌区量测水基本要求和方法 南京水利水文自动化研究所 数字灌区量测水需求 • 灌区信息传输技术用于灌区数据通信网络的建设。根据灌区信息化及“数字灌区”对通信网功能的要求,建立通信网时采用有线与无线相结合的方式进行。有线网采用专网与公网相结合的方式建立,无线网采用GSM(SMS/GPRS)、CDMA、超短波、卫星、扩频微波等方式建立。

  7. 灌区量测水基本要求和方法 南京水利水文自动化研究所 数字灌区量测水需求 • 对灌区的各类雨情、水情、工情、灾情及各种实时数据、预报数据,水资源遥感信息、地理数据信息的存取主要采用目前主流的关系型数据库管理系统,其技术比较成熟,比如:Oracle、Microsoft Sql Server、Sybase等大型数据。根据现有灌区的组织体系,各部门除了有共同的数据之外,还有自己的数据,而且大部分的数据都是由各个监测站、测控站、管理站输入或上传,采用集中式数据库管理方式和分布式数据库管理方式。

  8. 灌区量测水基本要求和方法 南京水利水文自动化研究所 灌区信息监测范围 • 《大型灌区信息化建设技术指南》中按照灌区数据更新的频度及时限长短分为灌区的基本信息、实时数据、多媒体数据、超文本数据和灌区空间基础数据等五类灌区信息。 •   为了灌区的管理需要而监测的量测水信息则包括以下三部分:    1)灌区水资源信息。包括降水量、蒸发量、水位、流量、取水量、用水量、排(退)水量、地下水开采量、水质等监测要素。 • 2)灌区工程信息。包括泵站、闸门、水电站等水利工程运行的闸位;闸门、泵站、工程机械启动停止信息;管道内压力等信息。 • 3)灌区远程监控信息。对河流断面、水源地、渠道、涵闸和取排(退)水口等重要对象,实施远距离的视频监视信息;采用手工、半自动和自动等手段对重要闸门、水泵实施控制运行后的反馈信息。  

  9. 灌区量测水基本要求和方法 南京水利水文自动化研究所 灌区信息监测范围 • 灌区量测水主要监测要素包括流量、总水量、水位、水质、降水量、土壤墒情等信息。不同应用场合的流量监测方法不同。明渠中的流量监测是间接测量,不能直接测得流量,而是要测量水位、水深、断面起点距、流速等多个要素,然后用数学模型计算得到流量。因而流速、水位、水深、起点距成为直接的水资源监测要素。用于满管管道流量测量的管道流量计,直接测得流量数据。用于非满管管道流量测量的管道流量测量设施,也属于间接测量,需要测量水位、流速,然后用数学模型计算得到流量。灌区取用水监测希望得到的是在某一时段内,流过明渠或管道测流断面的水量,即以水的体积计量的总水量(累积水量)。需要测量流量随时间的变化过程,从而得到总水量。

  10. 灌区量测水基本要求和方法 南京水利水文自动化研究所 灌区量测水监测与控制要素 • 灌区量测水监测信息还包括取水量、用水量、排(退)水量、地下水开采量等监测监控要素,实际上也可以归为上述各类要素监测,只是应用场合不同,还包括了压力暗涵及城市、工业的明渠管道输水测量。 • 灌区量测水监测要素包括水利工程信息,如泵站、闸门、水库等水利工程运行的闸位;闸门、泵站、工程机械启动停止信息;管道内压力等信息。为了灌区取用水量及水资源管理调度,需要远程监控量测水信息。 • 灌区量测水监测的主要要素是流量、水位,以及一些水利工程的运行参数。流量测量可以分为河流、渠道、管道、地下水开采流量测量。

  11. 灌区量测水基本要求和方法 南京水利水文自动化研究所 灌区量测水监测与控制要素 • 灌区量测水监测中的管道流量和部分渠道流量测量准确度要求可能高于河流流量测验要求。地下水开采流量也应用明渠和管道流量测量方法监测,能达到相应的准确度要求。为了达到较高的灌区量测水流量监测准确度要求,对有些监测要素可能提出较高的准确度要求,如要求水位监测达到毫米级精度。对一些监测控制信息,应有较高的准确度和可靠性要求。 • 灌区量测水监测与水资源管理系统需要传输有关图像,以监视现场。对需要控制运行的泵站、闸门等设施,需要保证能可靠控制其运行,并不断监测其工作状况。

  12. 灌区量测水基本要求和方法 南京水利水文自动化研究所 灌区量测水基本技术要求 • 灌区取用水监测要素测量准确性要求 灌区取用水监测水位、流速、流量的方法与水文测验、管道流量测量方法基本相同。在明渠中监测时,量测水监测的要求可能比一般水文测验高一些,在管道流量测验中,二者要求基本一致。 对仪器设备的测量准确性要求:1)明渠流量测量误差不大于5% ,部分堰槽测流的流量测量误差允许为不大于8% ;2)管道流量测量误差不大于5%;3)水位测量的误差不大于2‰量程,或不大于±2cm。 上述要求中,明渠流量测量误差要求较高。在《流量测验规范》中,流速仪法的测量成果被认为是最准确的,可以作为其它测流方法的标准。

  13. 灌区量测水基本要求和方法 南京水利水文自动化研究所 灌区量测水基本技术要求 • 灌区取用水监测仪器设备使用环境要求 1) 室外设备:环境温度A类为-25~55℃,B类为-10~45℃;水体不能冰冻;相对湿度为95% ;特殊环境下使用时,应对所用设备提出特殊要求。    2) 室内设备:环境温度为-10~+40℃;室内水质仪器的环境温度不低于0℃;相对湿度不大于95% 。    3) 水下设备应具有相应的耐压、密封性能和耐腐蚀性。    4) 应能适用于一般淡水水体,包括中水和一般污水。用于严重污染水体时,应注意所用设备的适用性。    5) 应按《外壳防护等级(IP代码)》标准规定相应的外壳防护等级。    6) 有防雷电干扰要求的设备、在工业环境中应用的设备,应有电磁环境适用性要求。具体要求和试验方法应符合GB/T 17626《电磁兼容 试验和测量技术》的有关规定。

  14. 灌区量测水基本要求和方法 南京水利水文自动化研究所 灌区量测水基本技术要求 • 灌区量测水监控设备可靠性要求 1)用平均无故障工作时间(MTBF)来衡量自动测量连续工作设备的可靠性,单台设备的MTBF应大于25000h。    2)在线记录仪器的MTBF应大于40000h。    3)用可靠度来衡量间歇使用设备的可靠性,其可靠度R(1000)应大于0.95。 可靠性要求中的平均无故障工作时间、可靠度要求和水文仪器相同,选择的等级数据要求是水文仪器中较高的要求。但水资源监测仪器具有很多类别,有些仪器设备可能达不到上述可靠性要求。 • 其它技术要求 灌区量测水监控设备应具有一定的防雷抗干扰的性能。避雷措施基本要求应符合GB50057《建筑物防雷设计规范》和SL61《灌区量测水信息管理系统技术规范》的规定。

  15. 灌区量测水基本要求和方法 南京水利水文自动化研究所 灌区量测水方法分类 • 明渠流量监测方法 明渠流量测验方法和常用水文测验方法相同,分为流速面积法、水力学法、示踪剂法和容积法。    流速面积法可以分为:1)测量点流速的流速面积法;2)测量剖面流速的流速面积法;3)测量表面流速的流速面积法。    水力学法分为:1)堰槽法测流;2)水工建筑物测流;3)比降法测流。    示踪剂法用于较小流量测量,国内基本不使用,但国外仍有一定范围的应用。示踪剂法分为:1)一次投入法;2)恒定流量投入法。 容积法是指在部分潮汛影响河流河段内,用河道槽蓄量的变化推算潮流量的方法。

  16. 灌区量测水基本要求和方法 南京水利水文自动化研究所 灌区量测水方法分类 • 管道流量监测方法 管道流量计分为:1) 流速面积法流量计;2) 体积法流量计。    还有文德利管、堰箱、涡街流量计、孔板等其它形式的流量计。 电磁流量计、声学流量计、流速仪流量计等属于流速面积法测量方法。部分水表属于体积法流量测量方法。文德利管、涡街、孔板流量计也需要测量流速,但并不直接测得流速。

  17. 灌区量测水基本要求和方法 南京水利水文自动化研究所 灌区量测水方法分类 • 水位测量方法 人工测量水位仍是必须存在的方法,观读水尺得到水位,并校核自动测量的水位仪器。水位测针等水位计也需要人工操作。    自动测量水位是主要方法,各种水位计都可以长期自动测量水位。

  18. 第二部分 流速面积法的流量测量技术及装备

  19. 流速面积法流量测量 南京水利水文自动化研究所 流速面积法 • 流速面积法是通过实测断面上的流速和过水断面面积来推求流量的一种方法,此法应用最为广泛。根据测定流速的方法不同,流速面积法又分为测量断面上各点流速的流速面积法、测量表面流速的流速面积法、测量剖面流速的流速面积法、测量整个断面平均流速的流速面积法。 其中最常用的是应用转子式流速仪测量断面上多条测流垂线上多点流速,求得各垂线间部分断面平均流速,再根据部分断面面积求得部分流量,从而得到全断面流量。这种方法是目前河流渠道最准确的流量测量方法。常直接被称为流速仪面积法(简称流速仪法)。

  20. 流速面积法流量测量 南京水利水文自动化研究所 旋杯、旋桨式流速仪

  21. 流速面积法流量测量 南京水利水文自动化研究所 EKL-3型全自动缆道测流系统装置 • 水文缆道测流控制台(含缆道测距定位仪、 缆道流速测算仪、交流变频调控装置) • 水面、河底、流速综合信号源,计算机及全自动系统处理软件等 • 选配:水文电动绞车、测流铅鱼、缆道采样器、缆道超声波测深仪、夜间照明图象监控装置等

  22. 流速面积法流量测量 南京水利水文自动化研究所 流速面积法 • 流速仪面积法需要用点流速仪测量断面上较多个点流速,推算断面流速分布。使用最多的是转子式流速仪,即旋浆或旋杯式流速仪。也可以使用电磁点流速仪、多普勒点流速仪。 •   测量表面流速的流速面积法有水面浮标测流法(简称浮标法)、电波流速仪法,这种方法是先测量水面流速,再推算断面流速。 • 测量剖面流速的流速面积法有声学时差法、声学多普勒剖面流速仪法、电磁流速仪法等。由于旋浆流速仪基本只感应其轴向流速分量,使旋浆流速仪在一定深度均速跨越断面,可以测得这一水层的平均流速。同样,如果旋浆流速仪沿垂线均速升降,可以测得垂线平均流速。 

  23. 流速面积法流量测量 南京水利水文自动化研究所 流速面积法 • 流速面积法可以应用于大多数测流断面,也是应用最广泛的方法。流速仪面积法需要将点流速仪放入水中一定深度,这是测量的必要条件,同时要求断面比较稳定,在这二个条件基本满足时,应用点流速的流量测量可以达到规范要求。如果因流速太大等原因,点流速仪不能放入水中,只能应用浮标、电波流速仪方法测量水面流速,流量测量准确性会有较大的降低。应用声学时差法测流和声学多普勒剖面流速仪测流都具有自动化的功能,测量迅速,具有较好的准确性。但对使用环境有一定要求,在大流速、高含沙量,河床不稳定时有应用上的困难,其流量测量准确性、稳定性比不上流速仪面积法。各种管道流量计也应用流速面积法流量测量原理。 

  24. 流速面积法流量测量 南京水利水文自动化研究所 断面测量 • 水深测量 使用测深杆测量水深是最简便实用的方法,也是最准确的测量方法。水深测量是流量测量的一个组成要素,水深误差直接影响流量测量准确性,流量测验规范要求用测深杆测深时,对测深杆尺寸标志误差应控制在1%以内。在实际测深时,应连续测二次,相差不超过2%时,取其均值作为水深。 应用测绳测深必须系上测深锤或测深铅鱼等重物,才能沉入水底并可以拉直测绳测得水深,分别称为测深锤测深和铅鱼测深。 回声测深仪仪器类型包括手持式超声波测深仪、船用超声波测深仪、缆道超声波测深仪,更先进的有多波束超声波测深系统、旁侧声纳等,可以测量水下地形。 

  25. 流速面积法流量测量 南京水利水文自动化研究所 断面测量 • 断面起点距测量 断面起点距的测量方法主要有:(1)固定标志法、(2)绳长计数器测距法(3)仪器交会法。 当具有水文测桥、过河索、可用于桥测的桥梁时,在其上用固定标志标出起点距,测流时由测流处标志得到起点距。缆道测流时基本都应用绳长计数器测距方法。测量仪器交会法主要用于测船的定位测量,全站仪、经纬仪、平板仪在岸上测量交会,六分仪用于在测船上测定测船位置。测量仪器交会法可以测得很准确,所以也用来校核绳长计数器的测值。 

  26. 流速面积法流量测量 南京水利水文自动化研究所 断面平均流速测量 在断面上测得多条垂线上多个深度处的点流速,再计算部分断面平均流速,和全断面平均流速。这种方法应用时间很长,施测要求和计算方法都很成熟,能得到最准确的流量数据。基本上都使用转子式流速仪,理论上可以使用声学多普勒点流速仪和电磁点流速仪。 不能使用转子式流速仪下水测速时,只能依靠浮标和电波流速仪测量水面流速。测得水面流速后可以根据浮标流速系数计算垂线平均流速,从而推算断面平均流速。 

  27. 流速面积法流量测量 南京水利水文自动化研究所 断面平均流速测量 应用声学流速测量仪器和电磁流速仪可以测量剖面流速。声学时差法流速流量测量系统可以测得横垮断面的一层或几层水层的平均流速流向,同时使用转子式流速仪实测流速,建立水层平均流速和实测断面平均流速的关系。在实际应用时,可以从ADCP实测剖面流速分布得到断面平均流速或多个部分断面平均流速。电磁剖面流速仪可以直接测得渠道和较小河流的断面平均流速。 

  28. 流速面积法流量测量 南京水利水文自动化研究所 点流速测量仪器 • 转子式流速仪 应用最广泛的点流速测量仪器是转子式流速仪,近年来电磁点流速仪和声学多普勒点流速仪有极少量应用。实验室中应用的毕托管和小旋桨流速仪也测量点流速,小旋桨流速仪可以用于渠道测流。 转子转速n与水流速度v之间的经验公式(按现标准规定,此公式改为v = a + bn): v = Kn + C 转子式流速仪可以应用于高、中、低流速,可以用于较高含沙量的水流,可以用各种方法安装。它可以用简单的人工计数方法测速,也可以用流速仪计数器自动测记流速。

  29. 流速面积法流量测量 南京水利水文自动化研究所 点流速测量仪器 • 电磁点流速仪 电磁流速仪也是一种可以长期工作的自动流速仪。 电磁流速仪基于法拉第电磁感应定律工作,可用来测量多种导电液体的流速。天然水在不同程度上导电,可以用此原理测速。 电磁流速仪可以分为测量点流速和断面平均流速的两类。

  30. 流速面积法流量测量 南京水利水文自动化研究所 点流速测量仪器 • 电磁点流速仪 除了长期测速和野外小河渠道的巡回测速外,电磁流速仪并没有明显优于转子式流速仪。测量点流速的电磁流速仪需要用流速仪检定水槽定期进行室内检定,现场使用中要常和标准转子式流速仪进行比测检查。

  31. 流速面积法流量测量 南京水利水文自动化研究所 点流速测量仪器 • 声学多普勒点流速仪 声学多普勒流速仪应用多普勒频移原理测速。由于振源和观察者之间的相对运动而产生的接收信号相对于振源频率的频移现象被称为多普勒频移fD。测出此频移就能测出物体的运动速度。在测量时,由测量仪器发出辐射波,再接收被测物体的反射波,测出频移,算出速度。在实际使用时,往往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。

  32. 流速面积法流量测量 南京水利水文自动化研究所 点流速测量仪器 • 声学多普勒点流速仪 声学多普勒点流速仪可以应用于各种流速测量,但不能用于完全清水的低流速测量,而且声学多普勒点流速仪基本只能用测杆安装使用。声学多普勒点流速仪测速快,测速准确度好,可以长期自动测量点流速 ,可以用于河流、湖泊、海洋中的流速自动测量,点流速仪体积很小,适用于浅水低流速测量。

  33. 流速面积法流量测量 南京水利水文自动化研究所 剖面流速测量技术 • 声学时差法流量计、声学多普勒剖面流速仪、电磁剖面流速仪是主要应用的剖面流速测量仪器,测得剖面流速和断面面积后,计算得到断面流量。 声学时差法测速系统加上水位自动测量设施组成声学时差法流量计。

  34. 流速面积法流量测量 南京水利水文自动化研究所 剖面流速测量技术 • 根据该水层平均流速推求整个断面平均流速。在测速的同时测量水位,计算过水断面面积A。 声学时差法流量计的一个声道只能测得一层水层的平均流速。如果水深不大,用一水层的平均流速可以很好地推算出断面平均流速。如果水深较大或流态较复杂,用一个水层流速推求断面平均流速的不确定性较差时,就要采用多层声道工作方式,在不同水深布设2层(或更多)测速声道,测得多层水层平均流速,以此推求断面平均流速,或用来计算部分水层流量。多层声道工作方式用于水位变化较大、水深较深、流态复杂、流量测量要求高的断面。

  35. 流速面积法流量测量 南京水利水文自动化研究所 剖面流速测量技术 (a)单声道工作方式;(b)交叉声道工作方式;(c)响应工作方式;(d)多层声道工作方式;(e)反射工作方式;(f)双声程工作方式。 声学时差法流量计的工作方式示意图

  36. 流速面积法流量测量 南京水利水文自动化研究所 剖面流速测量技术 • 时差法可以测得较低流速,并能在很浅的水中工作而不受河流水面河底影响。而HADCP对断面的宽深比有明确要求。时差法的测速水层可宽达千米以上,且不受流速和含沙量影响。HADCP常常只能测得数十米内的流速。这都有利于时差法的测速应用于更大范围。但HADCP能测得流速的剖面分布信息,而时差法只能测得整个声层上的平均流速。

  37. 流速面积法流量测量 南京水利水文自动化研究所 剖面流速测量技术 • 走航式声学多普勒剖面流速仪 测量剖面流速分布的声学剖面流速仪常被称为ADCP(Acoustic Doppler Current Prolile),也有称为ADP的。使用时此仪器可以安装在船上,横跨河流测得整个断面的流速分布,称为走航式;也可固定安装在一岸,称为水平式(HADCP)或侧视式(Side Looking);在条件合适的地点可以安装在河底,称为座底式。也可能安装在基本固定的水面浮体上,向下测量某一垂线的流速分布。 

  38. 流速面积法流量测量 南京水利水文自动化研究所 剖面流速测量技术 • 垂向ADCP测流

  39. 流速面积法流量测量 南京水利水文自动化研究所 • ADCP流量测量与航迹无关 航迹 n 0 / V b V f

  40. 流速面积法流量测量 南京水利水文自动化研究所 剖面流速测量技术 • 走航式声学多普勒剖面流速仪 走航式ADCP横跨断面后可以测得流量,它具有测深、测速、定位的功能。传感器配备有四个(或三个)声学换能器,换能器与ADCP轴线成一定夹角。每个换能器既是发射器又是接收器。

  41. 流速面积法流量测量 南京水利水文自动化研究所 • 固定式声学多普勒剖面流速仪 固定式声学多普勒剖面流速仪的测速原理和走航式相同,都应用声学多普勒原理测量一个水层或一条垂线上的流速分布。固定式ADCP是固定安装在河岸、水底、水面浮体上的,也就只能测量正对仪器的一个水层、垂线的流速分布。固定式ADCP一般具有自动测量水位的功能,但不需要具备自动测量仪器方位、倾斜、河底跟踪等走航式ADCP所需的功能。水平(侧视)ADCP(HADCP)安装在河岸边水下,测量此水层离岸一定距离内的流速分布。座底式ADCP固定在河底,向上发射声波测量这条垂线上的流速分布。  声学多普勒流量计(ADFM)

  42. 流速面积法流量测量 南京水利水文自动化研究所 剖面流速测量技术 • 固定式声学多普勒剖面流速仪 固定式ADCP包括水平(侧视)ADCP(HADCP)、座底式ADCP,水面式ADCP,都用于水层或垂线的流速测量,使用最多的固定式ADCP 是HADCP。声学多普勒流量计(ADFM)没有固定的流量计算模型,必须在现场和较准确的流量测量方法进行比测后才能确定它在此断面上应用时的流量计算模型。固定式用于固定安装,可以长期自动测量流速流量。HADCP和ADFM都能固定安装在水中,长期自动工作,测得流速、水位从而测得流量,是一类较简单的声学流量计。安装在水中的仪器体积不大,不会影响水流。适用于中小河流和渠道的流量自动测量。仪器技术先进,自动化程度很高,功能很强,是一种较好的流量计。

  43. 流速面积法流量测量 南京水利水文自动化研究所 剖面流速测量技术 • 电磁剖面流速仪 测速原理和电磁点流速仪相同,应用电磁感应原理测速,但测量的是整个过水断面上的平均流速。在较小河流的河底或河岸上布设一大型线圈,通电产生横过水流的磁场。当河水流过线圈,就是运动着的导体切割与之垂直的磁力线,便产生电动势,其值与水流速度成正比。只要测得安装在两岸两电极的电位差,就可求得断面平均流速,再根据断面面积计算出断面流量。该法可测得瞬时流量。电磁剖面流速仪适合用于小河、渠道和特殊场合的流量自动测量,很适合能较好管理的渠道流量自动测量。 测量河流断面平均流速的电磁流速测量系统在现场安装好后,必须用转子式流速仪在现场同步测量断面平均流速,进行比测检定。电磁剖面流速仪测量瞬时全断面流速,无可动部件,可以长期自动工作。电磁剖面流速仪直接测得全断面平均流速,可以得到更准确的流量。 

  44. 流速面积法流量测量 南京水利水文自动化研究所 水面流速测量技术 • 电波流速仪测速 电波流速仪是利用雷达多普勒效应测量水面点流速的非接触式流速仪。电波流速仪测速范围:0.515m/s。电波流速仪使用电磁波,频率可高达10GHZ,属微波波段,在空气中传播时衷减很小,可以很好地在空气中传播。因此,使用电波流速仪测量流速时,仪器不必接触水体,即可测得水面流速,属非接触式测量。测速时,仪器架在岸上或桥上,工作时电波流速仪发射的微波斜向射到需要测速的水面上。由于采用无接触远距离实现流速测量,不接触水体,不受含沙量、水草等影响,特别适合于高流速测验、桥上测流。加上整套仪器体积小、功耗低,还非常适合于随小型车船进行巡测等野外作业。电波流速仪测得的是水流表面流速,可以取代浮标测流。但不能取代常规的流速仪测流。 (1)人工测速 (2)自动测速 

  45. 流速面积法流量测量 南京水利水文自动化研究所 雷达枪(电波流速仪 ) 美国ACI公司的斯德克(Stalker)电波流速仪具有流速平均、回波强度指示、角度改正和秒表计时功能,专门用于水面流速测量。可手持使用,也可固定在三脚架上。双排LCD显示器同时显示平均流速和测量历时。 技术指标: 1、测速范围:0.1~9.9米/秒,测速精度:±0.1米/秒; 2、计时范围:0~99.9秒,计时精度为0.1秒; 3、波束宽度:12°; 4、工作温度:-30~+70℃,采用全防水设计,可短时间浸入水中; 5、显示方式:双排LCD同时显示瞬间流速、平均流速、测量历时和回波强度 6、微波功率为10~50毫瓦,采用可拆卸式电池手柄供电,锂电池2安时,正常工作8小时。

  46. 流速面积法流量测量 南京水利水文自动化研究所 非接触雷达测流(量)系统 传统的方法是建立在通过机械或声波测量水位,定期期测量流量建立起来“水位流量”(stage-discharge rating)关系的基础上。复杂水文条件下可能导致水位流量率不稳定,从而导致传统方式在这种情况下是不切时实际的甚至不可能实现。这些复杂条件包括逆流,回流效应和滞后效应。美国STALKER公司SVR 雷达测流(速)系统及奥地利SOMMER公司 RQ-30D雷达测流(量)系统。

  47. 流速面积法流量测量 南京水利水文自动化研究所 美国STALKER公司SVR 雷达测流(速)系统

  48. 流速面积法流量测量 南京水利水文自动化研究所 SOMMER公司RQ-30D雷达测流(量)系统 RQ-30D雷达传感器可以在传统测流量方法无法使用的站点测量水位与流速,并推算出流量。而且,它允许直接从传感器出计算出流量。两种非接触雷达测量技术被整合在一个系统中。测流速是建立在多普勒频移原理的基础上的,水位是通过雷达脉冲的传播时间测得的。两者在仪器内综合分析计算出流量值,测得值通过串口或者4-20mA输出。这种输出方式可以简便的输入到其他数据采集系统。RQ-30安装简便,非接触雷达技术保证了系统可以多年免维护。

  49. 流速面积法流量测量 南京水利水文自动化研究所 RQ30测流系统工作原理

  50. 流速面积法流量测量 南京水利水文自动化研究所 RQ30雷达测流(量)系统

More Related