二、流速流量監(jiān)測儀器

1、二、流速流量監(jiān)測儀器二、流速流量監(jiān)測儀器 流速測量儀器設備流速儀器分類 測量點流速的流速儀轉(zhuǎn)子式流速儀聲學點流速儀電波流速儀電磁點流速儀光學流速儀 測量剖面流速的流速儀聲學多普勒剖面流速儀聲學時差法流速儀掃描式電波流速儀電磁流速儀按流量測量方法的原理分類 流速面積法（河流流量測驗規(guī)范、聲學多普勒流量測驗規(guī)范、水文測船測驗規(guī)范、水文纜道測驗規(guī)范、動船法測流） 水位流量關系法水工建筑物與堰槽測流規(guī)范（原水工建筑物測流規(guī)范、堰槽測流規(guī)范、比降面積法測流規(guī)范） 示蹤劑法（國內(nèi)基本不應用） 容積法（可用于潮汐影響河段） 示蹤劑法也被稱為稀釋法。其原理是： 將某種物質(zhì)（示蹤劑）連續(xù)均勻、或一次性將一定量的

2、示蹤劑突然注入水流中，在水流下游測量水中該示蹤劑的含量，或測量該示蹤劑含量的變化過程。從而推算流量。 應用方法：一次投入法、連續(xù)投入法。 應用的示蹤劑：放射性示蹤劑測量放射性射線、粒子 化學示蹤劑氯化鈉、碘、鋰、錳鹽 熒光示蹤劑示蹤劑法簡介示蹤劑法簡介流速面積法測量流量流速面積法測量流量 按測量流速的方法和儀器的不同，可以分為： 1。測量點流速的流速面積法。使用各種點流速儀 2。測量剖面流速的流速面積法。使用剖面流速儀，主要是聲學流速儀。 3。測量表面流速的流速面積法。使用電波流速儀、浮標。測量點流速的流速儀測量點流速的流速儀 轉(zhuǎn)子式流速儀應用最普遍，也是最準確的流速儀。儀器使用旋槳、旋杯式轉(zhuǎn)

3、子感應流速，測量轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，計算水流速度。 聲學點流速儀應用聲學多普勒原理測量儀器所在點的水流速度。 電磁點流速儀應用電磁測速原理測量點流速 電波流速儀應用電磁波的多普勒測速原理測量水面點流速 光學流速儀由望遠鏡和旋轉(zhuǎn)鏡頭為主要組成的測量水面高流速的一種頻閃裝置。 激光流速儀應用光學多普勒原理測量點流速常用的轉(zhuǎn)子式流速儀 LS251型旋槳式流速儀 LS253型旋槳式流速儀 LS20型旋槳式流速儀 LS1206型旋槳式流速儀 LS68型旋杯式流速儀 LS78型旋杯式低流速儀 LS45型旋杯式淺水低流速儀多普勒點流速儀性能 國內(nèi)有過這類產(chǎn)品，其性能如下： A測速范圍：0.015m/s，只測平行于儀

4、器軸線方向的流速。 B流速測量精度：均方差1.5%。 C最小適用水深：2cm。 D電源：6V或12V。 E工作溫度：045 國外典型產(chǎn)品技術性能： A測速范圍：0.3、1、3、7m/s。 B測速準確度：0.05%0.1cm/s。 C測量點與發(fā)射換能器距離：5、10、15cm。 D使用最小水深：2cm（用于只測單向流速）、6cm和12cm E聲波頻率：5MHZ。 F工作環(huán)境：-545，水下為040。 G數(shù)據(jù)貯存：固態(tài)存貯六個月以上（10分鐘一次）。 H數(shù)據(jù)通信：RS232、RS422。 I電源：818VDC，220VAC。電磁式點流速儀 利用電磁原理測量點流速。這類儀器在水中產(chǎn)生一個人工磁場，水

5、流流過此磁場，相當于電導體切割磁力線，將在水流兩側(cè)產(chǎn)生感應電動勢。測量此電動勢后可以計算出水流的平均流速。特點： 磁場只產(chǎn)生在儀器附近，測得的流速被 認為是 儀器所在處的點流速。 儀器沒有可動部件，不受水中雜質(zhì)影響。 水的電導會影響測速準確性。某國外電磁流速儀技術指標 流速范圍： 0.0002.5m/s 測流歷時： 2,5,10,15,20,30,40,60s 精 度： 1% 零 飄： 2.0mm/s 輸 出： RS 232 C 環(huán)境溫度： 5+60 探頭材料：環(huán)氧樹脂 重量： 0.5kg 流速流量測量設備 水文測船 水文纜道 水文巡測車 水文測橋 涉水測流纜道測流系統(tǒng)性能 系統(tǒng)的主要功能：

6、(1) 自動半自動測流； (2) 手動測流功能； (3) 人工錄入數(shù)據(jù)功能； (4) 測次流量報表計算功能； (5)斷面流速分布圖生成 (6) 斷面測量動態(tài)跟蹤示圖功能； (7)纜道泥沙采樣器控制信號發(fā)生功能； (8) 流量報表Email傳輸功能； 主要技術指標 1 絞車控制： 1）驅(qū)動電機：三相交流電機 2）行車速度：02m/s 3） 限位控制：河底信號停車控制， 測點定位自動停車控制。 2 纜道測距 光電增量編碼傳感器 1） 起點距測驗（帶纜道弧度修正） 計數(shù)顯示、分辨力：0.1m 2） 纜道測深（入水深） 計數(shù)顯示、分辨力：0.01m 3。 水文流速測算 適應范圍：各種轉(zhuǎn)子式流速儀 ；

7、適應信號：交流音頻信號或直流信號； 顯示參數(shù)：當前流速儀K值、歷時T、信號數(shù)N、流速V； 轉(zhuǎn)子式流速儀等水下水文儀器的信號傳輸方式 有線傳輸 “無線”傳輸 無線電波傳輸水深測量儀器設備 測深測具測深桿和測深錘（測繩） 測深鉛魚 回聲測深儀手持式超聲波超深儀 船用超聲波測深儀 纜道超聲波測深儀 多波束超聲測深系統(tǒng) ADCP主要技術指標1200 kHz600 kHz300 kHz標準工作模式(Mode 1)盲區(qū) （米）00.251.0最小單元長（米）0.250.51.0最小剖面深（米）0.81.83.5最大剖面深（米）2075180流速量程（米/秒）3.020.0 3.020.0 5.020.0

8、淺水工作模式(Mode 11)盲區(qū) （米）00.25-最小單元長（米）0.010.1-最小剖面深（米）0.30.7-最大剖面深（米）4.08.0-流速量程（米/秒）1.01.0-聲學時差法流量計適用范圍 流速10米/秒 +10米/秒,能自動判定流向。 測速斷面寬度可達1000米，深寬比不小于1/50。 流速測量的不確定度13。 影響測流的主要因素聲波頻率、含沙量（水草氣泡）、測速層的相對水深、傳感器安裝角度及距離的準確性等。時差法流速流量計基本性能介紹 一種國產(chǎn)產(chǎn)品的基本性能： 工作頻率：50KH-100KH； 聲道長度：0.5-400m； 測速范圍：-4m/s-+4m/s； 測速置信度：98

9、%； 信號輸出：RS232； 功耗：5-40W； 電源：24VDC、或220VAC。 一種國外產(chǎn)品的技術性能 A頻率：28200KHZ； B水中聲道長度：11000m（或更長）； C測速范圍：10m/s； D測速準確度：2%（在聲道上）；5%（交叉聲道工作方式） E 測 速 時 間 間 隔 ： 2 、560min（5min間隔）； F輸出：RS232和BCD碼，0或420mA，05或10V，數(shù)字顯示； G電源：220VAC，工作功耗35VA，值守功耗5VA。 聲學時差法流量計的特性 可以用于各種大中小河流，能較準確地自動測量流量 。流態(tài)紊亂，有正逆流的感潮河段也可以應用。 測量原理合理，能測得

10、全斷面一個或幾個水層的平均流速，測速準確度高。在國外，時差法流量計很早就被較廣泛地采用。HADCP是二十世紀末出現(xiàn)的、用于中小河流的聲學流量計。 使用時差法流量計要在河的兩岸安裝聲學換能器，要鋪設很長的電纜，可能包括垮河電纜，并要有防雷保護，可能有很多困難。 不要在水草較多的河道安裝時差法流量計，聲程上的水草會阻擋聲束傳播，因光合作用水草冒出的氣泡也會阻擋聲束傳播。其它的水中聲學儀器也會受此影響。 時差法流量計的測速性能優(yōu)于時差法流量計的測速性能優(yōu)于 HADCPHADCP 測速準確性好時差法測速時直接接收另一換能器發(fā)射的聲波，信號強，接收判別處理正確。直接測量聲脈沖傳輸時間，容易準確測量。多普

11、勒法接收的是水中氣泡、顆粒漂浮物的雜亂回波，信號很弱，不利于正確測量。 同時假定兩對稱點和斷面上相應點的流速是一致的，不易準確測量。 流速代表性好時差法的聲道 橫過了整個斷面。 HADCP往往只能測量岸邊一部分斷面的水層流速 。 應用范圍大時差法可以測得較低流速，并能在很淺的水中工作 ，測速水層可寬達千米以上。而HADCP對斷面的寬深比有明確要求。常常只能測得數(shù)十米內(nèi)的流速。 HADCP能測得流速的剖面分布信息，而時差法只能測得整個聲層上的平均流速。聲學多普勒流速流量計 這類儀器也應用多普勒原理測量流速，和座底式ADCP類似。將聲學傳感器安裝在測流斷面底部，向上方發(fā)射聲波，測量斷面上的流速分布

12、，同時測得水位。 但它們能測量多于一條垂線的流速數(shù)據(jù)，用于渠道、管道和小河時能直接得到流量。 特點：能直接測量流量。 適用于渠道、小河、非滿管流的管道。 儀器類型：能測量兩條垂線流速的ADFM。 能測量小型斷面平均流速的多普勒流 速流量計。 電磁法測量流量應用電磁流量計要在所測斷面上布設一個能在整個斷面上產(chǎn)生磁場的大線圈，整個水流切割磁力線后產(chǎn)生感應電動勢，測量此電動勢后得到水流速度，再由斷面面積計算流量。這種儀器國內(nèi)應用極少。特點： 能測量整個斷面的平均流速。 自動化程度高。 測流系統(tǒng)復雜，布設線圈很困難。 只能用于渠道和少量小河。測量水面流速的流速儀和流量測量水面流速的流速儀和流量測量測量

13、 只測量水面流速，再從表面流速推求垂線或斷面平均流速。然后，根據(jù)浮標法測流規(guī)定，由過水斷面面積計算流量。 特點：測速時，儀器和人都不接觸水流。適 用于巡 測、橋測、洪水、枯季河道流量測量。 除浮標法外，能用于自動測量。 流量測量的準確性不高。 測量水面流速的方法：浮標法 電波流速儀 掃描式雷達測速系統(tǒng) 電波流速儀簡介電波流速儀簡介 電波流速儀架在橋上或岸上，向水面發(fā)射微波。利用水面反射微波的多普勒頻移測量水面流速，可以稱為微波多普勒測速儀。超聲波在空氣中傳播時衰減很快，只能在水中測量。而微波在空氣中傳播時衰減很小，因此電波流速儀可以在陸上通過微波在空氣中的傳輸測得水面流速，屬非接觸式測量。 電

14、波流速儀測得的是其發(fā)射接收天線對準水面處的水面流速，也被認為是一個點流速。 適用于較大流速。水面太平滑時，反射信號太弱，也會影響測速。掃描式雷達測速系統(tǒng) 將雷達掃描技術用于電波流速儀測速，就構成了掃描式雷達測速系統(tǒng)。此系統(tǒng)可以固定安裝在岸上，掃描測量一片河面、海面上的流速分布。還可裝在直升飛機上在空中測量難以到達地區(qū)的水面流速。 特點：能測得大量流速信息。 能測得較準確的流量。 用于河流的產(chǎn)品還在試用中?！傲魉賰x流量計” 這種方法也屬于流速面積法測量流量。使用此方法時，在渠道上人工建設一量水涵洞，變明渠水流為涵洞管流，該涵洞過水斷面面積是恒定的。在渠道輸水量變化范圍內(nèi)，涵洞始終是滿管出流。這樣，只要測得涵洞內(nèi)的平均流速就可測算流量。而涵洞平均流速可以由涵洞相應位置的某點流速來推算。因此，在量水涵洞內(nèi)安裝一臺能長期工作且能自動記錄的流速儀，就構成了一臺自記流量計。 特點：簡單實用，準確性好。 可用于平原渠道，應用范圍廣。 自動測記水