巴歇爾槽明渠流量計運用中的疑難問題及解決方法

    1、干式標定及其主要內容

    巴歇爾槽明渠流量計原理采用時差法測量明渠各層面平均流速，求出流速分布曲線。根據水位計測得的水位來計算梯形明渠端面積，進而得出其流量。

    在明渠上，以巴歇爾槽明渠流量計的原理和流體力學理論為基礎，將各測量參數在外部測量，把各測量參數的誤差綜合來決定誤差，這種間接測量流量計的誤差的方法，叫干式標定。干式標定與傳統實流標定不同，可以在不停止流動的情況下，在線對流量計誤差進行標定。

    干式標定不確定度計算內容主要有：

    ①、線流速測量不確定度，包括時間測量不確定度、聲道長度測量不確定度以及聲道角度測量不確定度。

    ②、端面積測量不確定度，包括渠端面輪廓測量誤差和測量水位時產生的水位測量誤差。

    ③、不同流速分布下的不確定度，在多聲道工作狀態下（3個以上），能夠再現流速分布，依據多面平均法計算，或依據平均端面計算流出量時流出量計算不確定度。

    ④流量不確定度計算，即每個誤差源平方之和的平方根。以此參照流量計性能指標，確定標定等級。

    2、實際標定中的疑難問題

    現場標定中主要存在以下疑難問題：

    2.1、流速分布誤差的計算

    流速分布誤差在不確定度的計算中起至關重要的作用，直接影響標定的等級。實際流場由于受提水站、明渠端面等諸多因素影響，多以紊流、亂流（旋渦、橫流）為主，所以地測量出流速分布函數，確定流速分布形態，成為流量計算以及不確定度計算的核心問題。設備安裝地址選擇在流態穩定，上下游直管段要足夠長（至少5倍渠寬）。

    2.2、水溫對誤差計算的影響

    水溫對聲波傳播速度有明顯影響。電廠明渠水溫在冬夏、上下游，甚至每一天都有較大變化，特別是實際現場，明渠水溫與液位測井的水溫有較大差別，嚴重影響了不確定度。究竟溫度綜合影響有多大，是個疑難問題。

    2.3、平均端面的確定

    平均端面對不確定度計算也有重要影響。超聲波流量計適用于平面規整的明渠水道，經過對安裝地址上下游12個端面，取同一水位實際測量時發現，面積誤差zui大達到7.4%，說明回水明渠并非*規整平面的渠道，對流速分布有影響。如何確定典型端面，以及將典型端面演算到規整的平均端面是不確定度計算中難點問題。

    2.4、傳感器探頭高出渠壁20cm以上。對流速測量及計算面積的影響

    根據計算，假設為規整渠道，不同水位下，探頭未測到部分平均占3.5%，對流量計算有嚴重影響，而且如何演算到全端面，是個難點。建議傳感器座在渠壁內，探頭與壁齊平為好。

    2.5、液位計水深與明渠水深存在同步敏感程度的誤差

    現場中，明渠水深，在同一時間上，與液位計水深同步變化不同，直接影響流量測量及不確定度計算。

    3、結語

    多聲道超聲波用于大斷面明渠流量測量，現有理論充分，但真正用好測準并不容易，系統誤差、人為誤差，環境因素的影響，造成不確定度計算的復雜性。通過這次實踐，主要體會如下：

    ①、要有一個的項目組織體系，從考察、選購、安裝、標定到后期維護運行，都需要良好的組織、協調和溝通，保證產品的順利使用，節約時間和財力。

    ②、要根據測量對象及現場實際情況有針對性地制定測量方案，才有可能達到測量目的，滿足測量要求。

    ③、選準測量位置，要充分保障測量點上下執行段的長度，以保證測量點流態穩定。

    ④、校準測量系統各通道的傳輸延遲時間，正確設定測量系統內部參數。

    ⑤、測量執行渠道斷面的幾何參數，換能器的安全位置，牢固安裝水下設備。

    水，作為一種商品，準確計量有利于節約用水和促進國民經濟的發展，正確地選擇計量儀器，準確地確定誤差，對于水計量有重要的意義。在封閉管道式超聲波流量計用于開放型梯形明渠中，上述出現的疑難問題，有的已經解決，有的仍需要進一步探討和研究。