U području mjerenja fluida, precizno mjerenje brzine protoka u sustavima s otvorenim kanalima s promjenjivim poprečnim presjecima je izazovan, ali ključan zadatak. Kao vodeći dobavljač mjerača protoka otvorenog kanala, razumijemo važnost pouzdanih mjernih tehnika u različitim primjenama, kao što su upravljanje otpadnim vodama, navodnjavanje i odlaganje industrijskih otpadnih voda. U ovom blogu istražit ćemo različite mjerne tehnike za mjerače protoka otvorenog kanala u kanalima promjenjivog presjeka.
1. Ultrazvučna mjerna tehnika
Ultrazvučni mjerači protoka naširoko se koriste u mjerenju protoka otvorenog kanala zbog svoje neintruzivne prirode. Rade na temelju principa mjerenja vremenske razlike ultrazvučnih valova koji putuju uzvodno i nizvodno u tekućini.
U kanalu promjenjivog presjeka ultrazvučni senzori mogu se ugraditi na stijenke kanala. Jedna od ključnih prednosti ove tehnike je da ne ometa protok, što je osobito važno u kanalima gdje je održavanje prirodnog uzorka protoka ključno. Na primjer, u sustavu odvodnje oborinskih voda s nepravilnim poprečnim presjecima, ultrazvučni mjerači protoka mogu pružiti točna mjerenja bez izazivanja začepljenja.
Ultrazvučni senzori emitiraju visokofrekventne zvučne valove koji putuju kroz tekućinu. Kada tekućina teče, vrijeme potrebno da valovi putuju uzvodno i nizvodno je različito. Mjerenjem ove vremenske razlike može se izračunati brzina protoka. Nakon što je poznata brzina i određena površina poprečnog presjeka kanala na mjernoj točki (što može biti složen zadatak u kanalima s promjenjivim presjekom), protok se može dobiti množenjem brzine s površinom poprečnog presjeka.
Međutim, na točnost ultrazvučnih mjerača protoka u kanalima promjenjivog poprečnog presjeka mogu utjecati čimbenici poput prisutnosti mjehurića zraka, sedimenta i temperaturnih varijacija. Kako bi se ublažili ti problemi, često se koriste napredni algoritmi za obradu signala. Naša tvrtka nudiMjerač protoka otvorene kanalizacijekoji koristi najsuvremeniju ultrazvučnu tehnologiju i sofisticiranu obradu signala kako bi se osigurala točna mjerenja čak iu izazovnim okruženjima.
2. Radarska mjerna tehnika
Radarski mjerači protoka još su jedan popularan izbor za mjerenje protoka u otvorenim kanalima, posebno u kanalima promjenjivog presjeka. Ovi mjerači rade tako da emitiraju radarske valove prema površini vode i mjere Dopplerov pomak reflektiranih valova.
Dopplerov pomak proporcionalan je površinskoj brzini vode. Mjerenjem površinske brzine i razumijevanjem profila brzine u kanalu (koji se može procijeniti na temelju empirijskih odnosa ili dodatnih mjerenja), može se odrediti prosječna brzina protoka. Slično ultrazvučnim mjeračima protoka, protok se tada izračunava množenjem prosječne brzine s površinom poprečnog presjeka kanala.
Jedna od glavnih prednosti radarskih mjerača protoka je njihova sposobnost mjerenja protoka iz daljine, bez izravnog kontakta s tekućinom. To ih čini prikladnima za kanale s korozivnim ili prljavim tekućinama. U kanalima promjenjivog presjeka radarski mjerači protoka mogu se jednostavno ugraditi na fiksno mjesto iznad kanala, te se mogu prilagođavati promjenama razine vode i oblika presjeka.
Međutim, radarski mjerači protoka također imaju ograničenja. Osjetljivi su na uvjete vjetra i prisutnost površinske pjene ili krhotina, što može utjecati na točnost reflektiranih radarskih signala. NašeMjerač protoka otvorenog kanala 4 - 20 mAkoristi naprednu radarsku tehnologiju sa značajkama protiv smetnji kako bi smanjio utjecaj ovih vanjskih čimbenika i pružio pouzdana mjerenja.
3. Tehnika mjerenja temeljena na plovku
Mjerenje protoka temeljeno na plovku je tradicionalna, ali učinkovita metoda za mjerenje protoka otvorenog kanala. U ovoj tehnici plovak se postavlja na površinu vode i prati se njegovo kretanje kako bi se odredila brzina protoka.
U kanalima s promjenjivim presjekom, sustavi koji se temelje na plovku mogu se koristiti u kombinaciji s drugim mjernim metodama za poboljšanje točnosti. Na primjer, korištenjem višestrukih plovaka na različitim pozicijama u kanalu, može se dobiti detaljnije razumijevanje profila brzine.
Plovak je obično povezan s mehaničkim ili elektroničkim uređajem koji bilježi njegovo kretanje tijekom vremena. Udaljenost koju plovak prijeđe u određenom vremenskom intervalu koristi se za izračunavanje površinske brzine. Slično drugim metodama, prosječna brzina protoka i brzina protoka zatim se određuju uzimajući u obzir površinu poprečnog presjeka kanala.
Jedno od ograničenja mjerenja pomoću plovka je njegova osjetljivost na vjetar i valove, koji mogu uzrokovati odstupanje plovka od svoje normalne putanje. Osim toga, u kanalima sa složenim poprečnim presjecima može biti teško osigurati da plovak točno predstavlja prosječnu brzinu protoka.
4. Tehnika mjerenja preljeva i cjevovoda
Presune i žljebovi su hidrauličke strukture koje se mogu koristiti za mjerenje protoka u otvorenom kanalu. Djeluju tako da stvaraju suženje u kanalu, što uzrokuje promjenu razine vode. Odnos između razine vode i brzine protoka dobro je utvrđen za različite vrste ustava i žlijebova.
U kanalima promjenjivog poprečnog presjeka, brane i žlijebovi mogu se projektirati tako da odgovaraju specifičnim karakteristikama kanala. Na primjer, trokutasti preljev može se koristiti u kanalu s relativno malim protokom i uskim presjekom, dok pravokutni žlijeb može biti prikladniji za veće kanale.
Prednost korištenja ustava i žlijebova je njihova velika točnost kada su pravilno instalirani i kalibrirani. Također su relativno jednostavnog dizajna i ne zahtijevaju složene elektroničke komponente. Međutim, ugradnja pregrada i žlijebova može biti skupa, posebno u postojećim kanalima, budući da može uključivati značajne građevinske radove.
5. Tehnika mjerenja brzine - površine
Metoda brzine i površine temeljni je pristup za mjerenje protoka u otvorenom kanalu. Kod ove metode se mjeri brzina strujanja u više točaka poprečnog presjeka kanala, a također se određuje i površina poprečnog presjeka.
U kanalima promjenjivog presjeka ova tehnika može biti izazovna jer se oblik presjeka i profil brzine mogu kontinuirano mijenjati. Kako bi se prevladali ovi izazovi, napredni uređaji za mjerenje kao što su akustični Dopplerovi mjerači brzine (ADV) mogu se koristiti za mjerenje brzine na više točaka istovremeno.
ADVs rade tako da emitiraju akustične impulse u tekućinu i mjere Dopplerov pomak raspršenih zvučnih valova malih čestica u tekućini. Mjerenjem brzine na različitim dubinama i položajima u kanalu može se dobiti detaljan profil brzine. Površina poprečnog presjeka može se izmjeriti pomoću tehnika kao što su lasersko skeniranje ili sonarsko profiliranje.
NašeZidni mjerač protoka s otvorenim kanalom od 4 - 20 mAmože se integrirati sa sustavima za mjerenje brzine i područja kako bi se osigurala precizna i sveobuhvatna rješenja za mjerenje protoka za kanale promjenjivog presjeka.
Zaključak
Precizno mjerenje protoka u otvorenim kanalnim sustavima s promjenjivim presjecima složen je, ali ostvariv zadatak. Svaka od tehnika mjerenja o kojima se govori u ovom blogu ima svoje prednosti i ograničenja. Ultrazvučni i radarski mjerači protoka nude neintruzivne mogućnosti mjerenja, dok brane i žlijebovi pružaju visoku točnost kada su pravilno instalirani. Metode koje se temelje na plutanju i metode područja brzine mogu se koristiti u kombinaciji s drugim tehnikama za poboljšanje točnosti mjerenja.
Kao vodeći dobavljač mjerača protoka otvorenog kanala, predani smo pružanju najnaprednijih i najpouzdanijih mjernih rješenja našim kupcima. Naši proizvodi su dizajnirani da zadovolje specifične zahtjeve različitih aplikacija, uključujući one u kanalima promjenjivog presjeka. Ako tražite visokokvalitetne otvorene kanalne mjerače protoka za svoj projekt, pozivamo vas da nas kontaktirate radi detaljnog razgovora. Naš tim stručnjaka rado će Vam pomoći u odabiru najprikladnijeg mjerača protoka i pružiti Vam najbolju tehničku podršku.
Reference
- Chow, VT (1959). Hidraulika otvorenog kanala. McGraw - Hill.
- Herschy, RW (2009). Mjerenje protoka u otvorenim kanalima. John Wiley & sinovi.
- Bos, MG (1976). Strukture za mjerenje protoka. IHE Delft institut za obrazovanje o vodi.