【JD-ML2】,山東競道光電,十年深耕水文設備。超s波多層時差法測流系統在實際應用中可通過以下多種方法減少誤差。
在設備安裝與校準方面,首先要確保超s波換能器安裝位置準確且穩固。安裝角度的偏差會直接影響超s波傳播路徑和時差測量。通過高精度的安裝工具和測量儀器,嚴格按照操作規程將換能器安裝在明渠兩側對應的位置,并精q調整其角度,使其對準良好,減少因安裝不當引入的誤差。同時,定期對換能器進行校準,可采用標準流量水槽或已知流量的穩定水流進行對比校準,修正因換能器性能漂移或老化產生的誤差。
針對流體特性的影響,由于流體溫度、密度、含沙量等因素會改變超s波傳播速度,進而影響時差法測流的準確性。因此,要在測量點同時安裝溫度傳感器、密度傳感器等輔助設備,實時監測流體特性變化。根據這些特性參數,利用預先建立的超s波傳播速度修正模型對測量的時差數據進行補償計算。例如,在含沙量大的河流中,根據含沙量監測數據調整超s波傳播速度計算參數,以更精z地計算流量,減少因流體特性變化導致的誤差。
在數據處理環節,采用先j的濾波算法去除噪聲干擾。測量過程中,環境噪聲、電氣干擾等會混入超s波信號,使時差測量產生偏差。通過數字濾波技術,如低通濾波、高通濾波、卡爾曼濾波等,對采集到的時差數據進行處理,濾除高頻噪聲和異常波動,提取出真實有效的時差信號,提高流量計算的準確性。同時,增加數據采樣次數并進行統計分析,舍棄異常數據點,采用多次測量數據的平均值或加權平均值作為z終的時差數據用于流量計算,降低單次測量誤差對結果的影響。
從系統優化角度,合理選擇超s波頻率。不同頻率的超s波在流體中的傳播特性不同,高頻超s波分辨率高但衰減快,低頻超s波傳播距離遠但分辨率相對較低。根據明渠的尺寸、流體特性和測量精度要求,選擇合適的超s波頻率,在保證足夠測量精度的前提下,使超s波能有效傳播并被準確接收,減少因頻率選擇不當造成的誤差。此外,不斷改進系統的硬件電路設計,提高超s波發射與接收電路的穩定性和靈敏度,降低信號傳輸過程中的損耗和失真,也有助于提升整個測流系統的準確性,減少誤差的產生與積累,為水利工程等相關領域提供更可靠的流量測量數據。
一、【JD-ML2】簡介
超s波多層時差法流量計是依據國內外“超s波管道式流量計"原理研發而成的一款適合明渠測流的設備,通過對超s波管道式流量計設計結構的延伸,應用到明渠測流中。其具備多層測流方式,可根據渠道類型分布換能器層結構設計,通過測量不同水層的流速,從而提高測量精度測流設備。
二、【JD-ML2】組成部分
超s波多層時差法測流系統主要有以下設備組成:
1.三對流速傳感器
3.一個超s波液位傳感器
3.采集系統
4.太陽能供電系統
5.立桿與支架
三、【JD-ML2】工作原理
超s波時差法是采用聲學時差法流速儀測流,其原理是在河道兩岸與流速方向成一定的夾角(通常45度)安裝一對或多對換能器,一個換能器發射超s波,另一個換能器接受超s波(超s波傳輸路線稱為聲路),通過聲學時差法流速儀測得順、逆流方向的超s波傳輸時間差計算出測線平均流速,可實現多層流速監測,通過數據建模形式計算平均流速,再通過流速面積法計算出瞬時流量。
四、【JD-ML2】特點
1.測量優勢:
1.1依據超s波管道式流量計設計標準與標定規范研發而成,具有j高的精q性和穩定性,明渠測量精度能達到95%以上;
1.2流量計安裝在明渠河流的渠道內,可設置多層換能器,對不同層流速進行實時測量,采用多次采樣不同水層的流速;
1.3由于本測流系統采用多層傳感器結構,運行一段時間后可建立層流速分布模型,即:即使只有一層傳感器仍能正常工作,本系統設備依舊可以高x的工作;
1.4采用IP68防護等級:本系統中的磁致伸縮水位計(或雙級磁編碼水位計)、流速換能器均具備IP68防護標準,即使在渠道水勢較高,淹沒全部設備時,依舊可以正常工作;
1.5可修正:隨著時間的推移,渠道結構的變化,可通過人工率定方式,在一t化積算儀中輸入率定參數,可進一步校正本系統的精z度。
2.安裝方式特性
2.1嵌入式結構:多層流速儀和水位計均以嵌入式的安裝在渠道兩次,不阻水、避免水草、漂浮物等附著,大大減少了維護工作量;
2.2換能器層數、高度可根據水位高程設定:由于渠道結構多樣性,換能器科根據渠道的特性對應設置高度(如:0.3H、0.6H、0.9H三層結構);
2.3無阻水特性:設備采用嵌入式安裝方式,幾乎無水頭損失、阻水等情況的發生,提高了灌溉效率。
3.干擾因素
3.1設備適用于渠道寬度在0-50米范圍之內的,有一定規則斷面的明渠;
3.2設備應用在泥沙含量較高的水系中時,測量精度受一定的影響;
3.3設備對渠道的淤積情況無法實時監測,需定期查看渠道淤積并予以清淤或率定。
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