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超聲波斷面流量/通量測量裝置加快實驗

眾所周知,河流斷面上的各個水質點的流速是不相同的,具體的流速分布情況被水利專家們稱為流速場。


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河道流量測驗的經典技術也被稱為流速-面積法,就是測驗出各個水質點的流速分布情況,進而將流速等直線圖繪制出來,然后通過計算兩相鄰等速線的均值乘以它們之間所夾的面積,并進行累加,從而得到具體的河道流量。當然,在實際的河道流量測驗中往往會受到很多因素的影響,對一個地區進行全面的測驗是不現實的,因此在實際工作中,測驗技術人員往往是在斷面的同一起點距上沿著水深垂直方向測驗n個點的流速,然后算出平均值,這就是在河道流量測驗的經典技術理論基礎上延伸出來的垂線平均流速測驗法,這種測驗技術不僅克服了經典技術理論過于理想化的缺點,更是有效地把一條垂線上本不相等的各個水質點流速變成了一條等速垂線,如此河道流量的測驗效率就得到很大的提高。但是,無論是多么先進的測驗儀器,其測驗出來的河道流量都只是“真值”或者說是相對真值,而不是完全精確的河道流量,其中是存在一定的誤差的。
根據上述要求,與目前測量技術相結合后,通過此款聲吶(水下超聲波)技術來實現這個測量目的。 在被測河道的兩岸各安裝一套聲吶裝置,分別為主機與從機(對岸)裝置。通過從主機水下的超聲波換能器發射一組聲吶信號到從機換能器,從機記錄下收到聲吶時間(主、從機的對時,是根據各自設備上的衛星授時信號進行同步的。),通過LORA射頻信號把數據發送回主機(無線數據鏈),再發出一組聲吶信號回主機,主機同時記錄下接收到聲吶時間,由此算出主機到從機聲吶傳送時長和從機到主機聲吶傳送時長。這兩個時間長度差與被測斷面的平均水流速成正比。然后通過公式推算出河道流向的流速參數來(傳送時差與主、從機安裝連線與河道流向夾角呈現出COS關系)。 本測量方式得到流速參數完全與聲吶傳送區間的水體平均(橫向)流速成正比關系,非其他傳統測量方式的單點流速方案。聲吶傳輸通道的平均流速極為精確逼進實際河道斷面流速參數。 由于此測量原理,可以測量出本河段的的雙向流量,同時可以計算出單一方向的凈流量。


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