《流速流量监测》PPT课件

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1、ADCP无线电遥控作业美国地调局USGSHADCP测流利用多普勒原理的声学多普勒剖面流速仪（ADCP)）测流技术在国际上已发展已趋成熟。本系统的流速传感器采用侧视水平ADCP（即H-ADCP），由于其安装在河流或渠道的岸边，水平发射波束涵盖部分或整个宽度的水体，根据测得的一个水层的流速分布数据，结合“回归法”或“流速一面积法”能实时测量并记录河流或渠道的剖面流量，配合各种通讯手段，将测得的流量数据发至指定地点，构成RTDM实时流量测量系统用HADCP进行流速流量自动监测HADCP传感器美国地调局USGS应用HADCP的流速流

2、量测量系统组成1.双波束HADCP：一个水层的流速测量，水位测量2.计算机、（系统主机）：流速、水位数据采集、处理、显示、计算流量、多信道数据通讯接口。3.电缆及安装支架时差法测速原理当水流状况一定时，超声波的传播速度是一定的。顺水流传播时，实际传播速度为声速加上水流速度；逆水传播时，实际传播速度为声速减去水流速度。于是，在河流上、下游二固定点之间，声波顺水和逆水传播所需时间有一差别，测出这时间差别就能测得水流速度。时差法流速流量计算式中：V---垂直于测流断面的水层平均流速；L---两换能器之间的距离；t12---两换能器

3、之间声波顺水传输时间；t21---两换能器之间声波逆水传输时间；θ---两换能器之间联线与断面夹角，一般为45º。时差法在现场的示意图时差法测流系统岸上仪器超声传感器一种时差法流量计一种国产时差法流量计时差法测流系统美国地调局USGS时差法反射测速原理声学时差法流量计适用范围流速——－10米/秒~+10米/秒,能自动判定流向。测速断面——宽度可达1000米，深宽比不小于1/50。流速测量的不确定度——1～3％。影响测流的主要因素——声波频率、含沙量（水草气泡）、测速层的相对水深、传感器安装角度及距离的准确性等。时差法流速

4、流量计基本性能介绍一种国产产品的基本性能：⑵工作频率：50KH-100KH；⑶声道长度：0.5-400m；⑷测速范围：-4m/s-+4m/s；⑸测速置信度：≥98%；⑺信号输出：RS232；⑻功耗：5-40W；⑼电源：24VDC、或220VAC。一种国外产品的技术性能A．频率：28~200KHZ；B．水中声道长度：1~1000m（或更长）；C．测速范围：±10m/s；D．测速准确度：±2%（在声道上）；±5%（交叉声道工作方式）E．测速时间间隔：2、5~60min（5min间隔）；F．输出：RS232和BCD码，0或4~20

5、mA，0~5或10V，数字显示；G．电源：220VAC，工作功耗35VA，值守功耗5VA。声学时差法流量计的特性可以用于各种大中小河流，能较准确地自动测量流量。流态紊乱，有正逆流的感潮河段也可以应用。测量原理合理，能测得全断面一个或几个水层的平均流速，测速准确度高。在国外，时差法流量计很早就被较广泛地采用。HADCP是二十世纪末出现的、用于中小河流的声学流量计。使用时差法流量计要在河的两岸安装声学换能器，要铺设很长的电缆，可能包括垮河电缆，并要有防雷保护，可能有很多困难。不要在水草较多的河道安装时差法流量计，声程上的水草会阻

6、挡声束传播，因光合作用水草冒出的气泡也会阻挡声束传播。其它的水中声学仪器也会受此影响。时差法流量计的测速性能优于HADCP测速准确性好——时差法测速时直接接收另一换能器发射的声波，信号强，接收判别处理正确。直接测量声脉冲传输时间，容易准确测量。多普勒法接收的是水中气泡、颗粒漂浮物的杂乱回波，信号很弱，不利于正确测量。同时假定两对称点和断面上相应点的流速是一致的，不易准确测量。流速代表性好——时差法的声道横过了整个断面。HADCP往往只能测量岸边一部分断面的水层流速。应用范围大——时差法可以测得较低流速，并能在很浅的水中工作，

7、测速水层可宽达千米以上。而HADCP对断面的宽深比有明确要求。常常只能测得数十米内的流速。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。声学多普勒流速流量计这类仪器也应用多普勒原理测量流速，和座底式ADCP差不多。将声学传感器安装在测流断面底部，向上方发射声波，测量断面上的流速分布，同时测得水位。但它们能测量多于一条垂线的流速数据，用于渠道、管道和小河时能直接得到流量。特点：能直接测量流量。适用于渠道、小河、非满管流的管道。仪器类型：能测量两条垂线流速的ADFM。能测量小型断面平均流速的多普勒流速

8、流量计。能测量两条垂线流速的ADFM（用于渠道）能测量两条垂线流速的ADFM（用于非满管管道）ADFM传感器岸上仪器能测量小型断面平均流速的多普勒流速流量计原理图电磁法测量流量应用电磁流量计要在所测断面上布设一个能在整个断面上产生磁场的大线圈，整个水流切割磁力线后产生感应电动势，测量此电