V oblasti merania tekutín je presné meranie prietoku v systémoch s otvoreným kanálom s premenlivými prierezmi náročná, no zároveň kľúčová úloha. Ako popredný dodávateľ prietokomerov s otvoreným kanálom chápeme význam spoľahlivých meracích techník v rôznych aplikáciách, ako je manažment odpadových vôd, zavlažovanie a likvidácia priemyselných odpadových vôd. V tomto blogu preskúmame rôzne meracie techniky pre prietokomery s otvoreným kanálom v kanáloch s premenlivým prierezom.
1. Ultrazvuková meracia technika
Ultrazvukové prietokomery sú široko používané pri meraní prietoku v otvorenom kanáli kvôli ich nerušivému charakteru. Pracujú na princípe merania časového rozdielu ultrazvukových vĺn, ktoré sa pohybujú proti prúdu a po prúde v kvapaline.
V kanáli s premenlivým prierezom je možné na steny kanála inštalovať ultrazvukové snímače. Jednou z kľúčových výhod tejto techniky je, že nenarúša tok, čo je obzvlášť dôležité v kanáloch, kde je nevyhnutné zachovať prirodzený vzor toku. Napríklad v systéme odvodňovania dažďovej vody s nepravidelnými prierezmi môžu ultrazvukové prietokomery poskytovať presné merania bez toho, aby spôsobovali akékoľvek upchávanie.
Ultrazvukové senzory vyžarujú vysokofrekvenčné zvukové vlny, ktoré prechádzajú tekutinou. Keď tekutina prúdi, čas potrebný na to, aby vlny prešli proti prúdu a po prúde, je odlišný. Meraním tohto časového rozdielu je možné vypočítať rýchlosť prúdenia. Akonáhle je rýchlosť známa a je určená plocha prierezu kanála v bode merania (čo môže byť zložitá úloha v kanáloch s premenlivým prierezom), prietok možno získať vynásobením rýchlosti plochou prierezu.
Presnosť ultrazvukových prietokomerov v kanáloch s premenlivým prierezom však môže byť ovplyvnená faktormi, ako je prítomnosť vzduchových bublín, sediment a teplotné zmeny. Na zmiernenie týchto problémov sa často používajú pokročilé algoritmy spracovania signálu. Naša spoločnosť ponúkaOtvorte prietokomer kanálovej kanalizáciektorý využíva najmodernejšiu ultrazvukovú technológiu a sofistikované spracovanie signálu na zabezpečenie presných meraní aj v náročných prostrediach.
2. Radarová meracia technika
Radarové prietokomery sú ďalšou populárnou voľbou pre meranie prietoku v otvorených kanáloch, najmä v kanáloch s premenlivým prierezom. Tieto merače pracujú tak, že vysielajú radarové vlny smerom k vodnej hladine a merajú Dopplerov posun odrazených vĺn.
Dopplerov posun je úmerný povrchovej rýchlosti vody. Meraním povrchovej rýchlosti a pochopením rýchlostného profilu v kanáli (ktorý možno odhadnúť na základe empirických vzťahov alebo dodatočných meraní) možno určiť priemernú rýchlosť prúdenia. Podobne ako pri ultrazvukových prietokomeroch sa potom prietok vypočíta vynásobením priemernej rýchlosti prierezom kanála.
Jednou z hlavných výhod radarových prietokomerov je ich schopnosť merať prietok na diaľku bez priameho kontaktu s kvapalinou. Vďaka tomu sú vhodné pre kanály s korozívnymi alebo špinavými kvapalinami. V kanáloch s premenlivým prierezom možno radarové prietokomery jednoducho inštalovať na pevnú pozíciu nad kanál a prispôsobiť sa zmenám hladiny vody a tvaru prierezu.
Radarové prietokomery však majú aj obmedzenia. Sú citlivé na veterné podmienky a prítomnosť povrchovej peny alebo nečistôt, ktoré môžu ovplyvniť presnosť odrazených radarových signálov. náš4 - 20 mA prietokomer s otvoreným kanálomvyužíva pokročilú radarovú technológiu s funkciami proti rušeniu na minimalizáciu vplyvu týchto vonkajších faktorov a poskytuje spoľahlivé merania.
3. Float - Based Measurement Technika
Meranie prietoku na báze plaváka je tradičná, ale účinná metóda na meranie prietoku v otvorenom kanáli. Pri tejto technike sa plavák umiestni na vodnú hladinu a sleduje sa jeho pohyb, aby sa určila rýchlosť prúdenia.
V kanáloch s premenlivým prierezom možno na zlepšenie presnosti použiť plavákové systémy v kombinácii s inými metódami merania. Napríklad použitím viacerých plavákov v rôznych polohách naprieč kanálom možno získať podrobnejšie pochopenie profilu rýchlosti.
Plavák je zvyčajne pripojený k mechanickému alebo elektronickému zariadeniu, ktoré zaznamenáva jeho pohyb v priebehu času. Vzdialenosť, ktorú plavák prejde v danom časovom intervale, sa používa na výpočet povrchovej rýchlosti. Podobne ako pri iných metódach sa potom priemerná rýchlosť prúdenia a rýchlosť prúdenia určujú s prihliadnutím na plochu prierezu kanála.
Jedným z obmedzení merania založeného na plaváku je jeho náchylnosť na vietor a vlny, ktoré môžu spôsobiť, že sa plavák odchýli od svojej normálnej dráhy. Okrem toho v kanáloch so zložitými prierezmi môže byť ťažké zabezpečiť, aby plavák presne predstavoval priemernú rýchlosť prúdenia.
4. Technika merania jezu a žľabu
Hrádze a žľaby sú hydraulické stavby, ktoré možno použiť na meranie prietoku v otvorenom kanáli. Fungujú tak, že vytvárajú zúženie v kanáli, čo spôsobuje zmenu hladiny vody. Vzťah medzi hladinou vody a prietokom je dobre stanovený pre rôzne typy prehrádzok a žľabov.
V kanáloch s premenlivým prierezom môžu byť prepady a žľaby navrhnuté tak, aby vyhovovali špecifickým charakteristikám kanála. Napríklad trojuholníkový prepad možno použiť v kanáli s relatívne malým prietokom a úzkym prierezom, zatiaľ čo pravouhlý žľab môže byť vhodnejší pre väčšie kanály.
Výhodou použitia prepadov a žľabov je ich vysoká presnosť pri správnej inštalácii a kalibrácii. Majú tiež pomerne jednoduchý dizajn a nevyžadujú zložité elektronické komponenty. Inštalácia hrádzí a žľabov však môže byť nákladná, najmä v existujúcich kanáloch, pretože môže zahŕňať značné stavebné práce.
5. Rýchlosť - technika merania plochy
Metóda rýchlosti a plochy je základným prístupom pre meranie prietoku v otvorenom kanáli. Pri tejto metóde sa rýchlosť prúdenia meria vo viacerých bodoch naprieč prierezom kanála a tiež sa určuje plocha prierezu.
V kanáloch s premenlivým prierezom môže byť táto technika náročná, pretože tvar prierezu a rýchlostný profil sa môžu plynule meniť. Na prekonanie týchto výziev je možné použiť pokročilé meracie zariadenia, ako sú akustické Dopplerove velocimetre (ADV), na meranie rýchlosti vo viacerých bodoch súčasne.
ADV fungujú tak, že vysielajú akustické impulzy do tekutiny a merajú Dopplerov posun rozptýlených zvukových vĺn z malých častíc v tekutine. Meraním rýchlosti v rôznych hĺbkach a polohách v kanáli je možné získať podrobný rýchlostný profil. Plochu prierezu je možné merať pomocou techník, ako je laserové skenovanie alebo sonarové profilovanie.
nášNástenný prietokomer 4 - 20 mA s otvoreným kanálommožno integrovať so systémami merania rýchlosti a plochy, aby poskytovali presné a komplexné riešenia merania prietoku pre kanály s premenlivým prierezom.
Záver
Presné meranie prietoku v systémoch s otvoreným kanálom s premenlivými prierezmi je zložitá, ale dosiahnuteľná úloha. Každá z techník merania diskutovaná v tomto blogu má svoje výhody a obmedzenia. Ultrazvukové a radarové prietokomery ponúkajú nerušivé meracie možnosti, zatiaľ čo hrádze a žľaby poskytujú pri správnej inštalácii vysokú presnosť. Metódy plavákovej a rýchlostnej oblasti možno použiť v kombinácii s inými technikami na zlepšenie presnosti merania.
Ako popredný dodávateľ prietokomerov s otvoreným kanálom sme odhodlaní poskytovať našim zákazníkom najpokročilejšie a najspoľahlivejšie riešenia merania. Naše produkty sú navrhnuté tak, aby spĺňali špecifické požiadavky rôznych aplikácií, vrátane tých v kanáloch s premenlivým prierezom. Ak hľadáte vysokokvalitné prietokomery s otvoreným kanálom pre váš projekt, pozývame vás, aby ste nás kontaktovali pre podrobnú diskusiu. Náš tím odborníkov vám rád pomôže pri výbere najvhodnejšieho prietokomeru a poskytne vám najlepšiu technickú podporu.
Referencie
- Chow, VT (1959). Otvorená - kanálová hydraulika. McGraw - Hill.
- Herschy, RW (2009). Meranie prietoku v otvorených kanáloch. John Wiley & Sons.
- Bos, MG (1976). Štruktúry na meranie výtoku. IHE Delft Institute for Water Education.