电波流速仪与旋桨式流速仪测流分析

付琳 谭啟利

摘要:为了计算某河流的流量，可以采取电波流速仪或者旋桨式流速仪对水面流速进行测量。结合水面流速系数的计算结果，对电波流速仪的实际应用进行证实。表明这种仪器在实践过程中不但精度高，而且性能稳定，与技术规范要求相适应。从某种程度上来说，电波流速仪能够代替均匀浮标法，因为它可以在测流过程中时间短，速度快，保证质量。

关键词:电波流速仪器；旋浆式流速仪；测流分析

一、电波流速仪实测测点流速与测点水面流速比测实验

1.1实验方法

(1)将河道以2m为距设置多条测速垂线。

(2)用旋浆流速仪测量各测速垂线的水面流速。

(3)水的流速为无线电波流量计的每一个垂直速度的同时测量。

(4)最后,两个仪器测量的每个感测线比较的表面速度,分析误差和误差产生的原因。

1.2结果分析

实验无线电波流量计提供的10°的俯角,0°的水平角度,这将满足实验精度,实验数据的可靠性。对比实验数据,数据组的数目是更具有代表性。汲取电流计与实测水线比作为之间的关系的螺旋桨波流量计从中可以看出,一个无线电波流量计和固体点的流速测测垂直速度的表面速度良好的相关性,该相关系数R为0.93;几乎没有发现波流量计和垂直的间隙,校准系数0.97,接近1表面流速,误差值小于3%。

1.3误差分析

该实验在10m左右的桥横截面距离进行,根据无线电波的原理的流量计,无线电波被实际测量的直径大约2μm平均速度,螺旋桨的电流表椭球面流量计所测量的点的流速的测量点,系统误差在其间存在。然而,在横截面流道部分均匀,从而使这两个系统之间的误差较小。岸速度梯度大,并且变化是不是线性的,而不是本地平均流速可以导致相当大的错误点,但边缘的样本的比例较小,通过降低测定速度来调整位置和距离测量点的实际测量上下行的这个位置,以减少系统误差。

即使使用如在与垂直速度的流量在相同条件下相同的测量点测量的成熟螺旋桨流量计的,两次测量是不一样的,两个测量点一些测量误差也比较大。因此,如果在系统上的误差,以减少或消除的差异,流速计具有螺旋桨波速米误差比率测量结果主要引起随机误差。总之,表面波流量计测量的流量与实际水流速误差小,可以忽略不计。

造成大误差的原因主要是以下4点:

(1)由于水的非均匀流动速度分布和水的不是线性的变型中,大,这进一步用测定的螺旋桨波速增加了系统误差电流计之差的局部点的平均流速结果,与一般规则。测试波流量计的原理,该方法应该从无线电波和电流计测点向下减少误差。

(2)由于小的水流量,绝对误差的一点点将导致相对误差是比较大的。这是与数学计算的原则是一致的。

(3)由于错误的操作或过程流波动和面波的大小将导致测量的偏差的测量结果。

风平浪静时,两个仪器误差的测量结果并不大。可见,扣除系统误差,控制随机误差,波流量计充分满足流动性测试仪的精度要求。建议可以促进水文流量计测验利用无线电波的,它可以大大解放劳动力,更好地促进水文试验工作的发展。

二、旋桨式流速仪0.6测点相对深度测定的实验

2.1实验方法

(1)将河道以2m为距设置多条测速垂线。

(2)测量相对于0.6的流速,以水流量计螺旋桨的垂直速度的相应深度。

(3)对于每个流速波的垂直速度水流量计进行测定。

(4)在两个试验结果的流率进行比较,以获得系数深波速度流量计测量流率和相对水之间的关系。

2.2结果分析

实验无线电波流量计提供的10°的俯角,0°的水平角度,这将满足实验的精度,实验数据的可靠性;发现总的102(30)组数据,多个数据样本是代表。

通过实验获得波流量计固体测测点速度和对应于测量的水螺旋桨流量计的0.6相对深度的流速值,并建立相关速度依赖系数波流量计测量流率的水0.6相对深度是0.77,相对相关的约0.82良好的相关性系数。

由系数转换的波流量计测量流率数据0.77到0.6的相对深的水深和0.6相对于水的流量的测得的流率进行比较,除了相对大的误差的多个测量点的流速,相对误差小于20%,最相对误差的测量点在10%以内。

三、俯角误差分析

3.1实验方法

(1)利用一个无线电波流量计,分别为10°,30°,40°3个不同的补偿对应于测量的垂直速度的流量测量点相同的俯角。

(2)对30°、45°、60°及90°4个实际俯角进行验证,看与仪器补偿角是否存在误差,并对结果进行分析。

(3)分别为30°进行了分析和测量的结果是无线电波流量计的40°和10°俯角的俯角。

3.2结果分析

通过实验表明波速米俯角大于58°时,不显示流量测量结果,所以为了保证正常使用的无线电波流量计,流量正常使用的0°的米波补偿俯角范围-58°。测试后,它发现,当俯角被增加,以补偿时,流程波速测量更小。经过分析,所述凹陷可以存在误差补

偿波速度计和俯角的实际值,导致报告的结果。波流量计的工作原理,如果俯角小于实际俯角补偿将产生更小的尺寸。

为了测试波速度计补偿是否抑郁小角度,以三角形板流量计俯角补偿波被验证。

试验后发现,当凹陷波流量计的补偿角度为30°时,只有25°的实际俯角;当45°的无线电波流量计补偿俯角,只有36°的实际俯角;当波流量计,以补偿60°俯角,仅为50°的实际俯角。可见,补偿电流米波俯角小于实际俯角小,这将导致在小流量测量,结果为实验。

可以清楚地看到,波流量计确实比实际俯角补偿俯角小。随着俯角增大,实际俯角补偿俯角之间的差别也越来越多。这是抑郁症的原因时,大风浪流量计,其测量过小的结果。因为随着俯角,抑郁症的实际角度和俯角误差补偿越来越大,这将导致测量结果误差随俯角的增加。

为了验证是否实际校正系数,实验还分别以补偿校准实验不同俯角校正因子。测量流量实验的方法为10°,30°和40°3种俯角补偿。进行以10℃俯角和速度测量分别为30°和40°的相关性分析的俯角,以获得校正系数的实际俯角。之所以10°俯角纠正的40°和30°的校准因子,因为凹部的角度为10°,这是接近的测量结果的真值,但还便于使用现有的测量的情况。

当俯角补偿波速度计显示为30°,这是在10°的俯角的补偿当给定系数为0.93,0.96或更少的理论值,偏差仅为0.02。补偿俯角40°,10°的速率补偿因子预定俯角为0.87,和0.910.03理论值之间的差,该偏差不是很大。可以看出,可以用理论波修正系数电流表。

可以得出,使用测得的流速在无线电波的流量,当凹陷的内30°补偿角,从真值的测定结果误差小。因此,建议使用的无线电波的速度计,尽量在30°控制俯角,和俯角是越小,测量误差。

总结:(1)测量点和水流量比的流速,发现,通过测量实际速度米波测测点,流量计螺旋桨流的无线电波测量结果的系数的测量结果之间的关系计为0.93,接近于1。说明表面波速度和实际流率的表面速度不测量误差。

(2)由一预定系数波流量计测试点流量的水深为0.6测测实际相对流速,无线电链路系数获得流量计测量流量和水流量0.6相对K =0.83的深度。

(3)俯角实验可以使用无线电波流量计时,为了最小化俯角测量角度时获得,一般为30°或更小,以确保与小偏差的实际流率的测量结果。超过30°时,测量误差的结果将被显著增加。

(4)可以通过实验水平,0°—60°的水平角度范围,只要与实际水平一致集合水平角的分析来获得,不影响测量结果的水平速度的值。

参考文献:

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