流量測(cè)試儀的原理

 流量監(jiān)測(cè)儀可以計(jì)算河流、小溪、溝渠、山泉等流動(dòng)水源的流量，單獨(dú)使用可以預(yù)估全年排量，探索季節(jié)變化對(duì)高山融雪的影響等，多用于生態(tài)、水文研究，水源開發(fā)等。配合其它水質(zhì)檢測(cè)和生物檢測(cè)儀器可以綜合評(píng)估該地區(qū)水源被污染的程度、凈化能力等。多用于環(huán)境生態(tài)檢測(cè)，污染物排放控制檢測(cè)。

通過(guò)速度傳感器，可以將其顯示在屏幕上。目前使用機(jī)械原理制成的流量?jī)x并不太多，大多數(shù)儀器只能測(cè)量一點(diǎn)的流速，依次記錄后手工計(jì)算出流量。因此螺旋槳測(cè)量方法一般只在單獨(dú)測(cè)量流速時(shí)使用。測(cè)量結(jié)果更加的是利用多普勒原理制成的超聲波或激光流速計(jì)，傳感器發(fā)出超聲波或激光遇到水流反射，如果水流速度較快，則反射波的頻率較高，進(jìn)而測(cè)出流速。使用多普勒原理制成的儀器計(jì)算功能比較強(qiáng)大了，一般支持流量測(cè)量，更有甚者用戶可以選擇不同的流速、流量測(cè)量方法進(jìn)行加權(quán)計(jì)算，使結(jié)果更符合實(shí)際情況。

水流速度的測(cè)量

測(cè)量流速時(shí)，要根據(jù)實(shí)際水流狀況和風(fēng)向選取合適的測(cè)量方法，在一個(gè)橫斷面上取多點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。只有流速測(cè)量結(jié)果正確時(shí)，流量才能近似等于實(shí)際情況。如果流速偏差很大，則流量計(jì)算也沒(méi)有實(shí)際意義。

先來(lái)考慮不同深度水流速度的變化情況。在無(wú)風(fēng)和水流逆風(fēng)流動(dòng)的情況下，河道中水流的速度類似于下圖的曲線。因?yàn)榭諝夂湍嗌车淖枇κ沟盟婧退椎牧魉俣茸兟拥乐胁康乃魉俣瓤臁４藭r(shí)測(cè)量水流速度時(shí)推薦使用0.2/0.8法[1]，原因是水流平均速度出現(xiàn)在A、B兩點(diǎn)。則后得到的流速值偏大。

橫截面積的估算

一般來(lái)說(shuō)對(duì)于河道，越向中心深度越大，因此大致可以認(rèn)為河道橫截面為梯形。對(duì)于山泉?jiǎng)t可以用長(zhǎng)方形截面近似代替。而如果需要測(cè)量不規(guī)則的池塘或溝渠則需要取不同點(diǎn)的深度進(jìn)行估算。

在實(shí)際情況中，中間值法一般用于山泉溪流的流量測(cè)量，因?yàn)檫@些水源深度較淺，寬度適中，流速較大，可以獲得很準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)。

測(cè)量河道流速時(shí)，如果河流深度較淺，底部沒(méi)有淤泥，測(cè)量人員可以達(dá)到河道中央時(shí)，也可以使用中間值法進(jìn)行測(cè)量，計(jì)算流量。但是如果河道較深較寬，底部有淤泥或沒(méi)有橋梁時(shí)，使用中間值法測(cè)量非常麻煩，不但需要測(cè)量大量流速數(shù)據(jù)，有時(shí)甚至需要借助小船才能到達(dá)河道中央，又因?yàn)榇w不斷運(yùn)動(dòng)，流速測(cè)量值也不準(zhǔn)確。此時(shí)只能使用上述方法進(jìn)行估算。

流量的測(cè)量一直是一個(gè)比較困難的課題，因?yàn)槠錅y(cè)量方法比較單一，只能通過(guò)流速計(jì)算，是一個(gè)間接值，而流速又受各種環(huán)境和測(cè)量方法的影響。面對(duì)復(fù)雜情況，往往沒(méi)有條件使用中間值法測(cè)量，此時(shí)要對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行近似處理。近似的方法有多種多樣，上述方法只是其中之一。隨著測(cè)量經(jīng)驗(yàn)的不斷增加，和對(duì)大量數(shù)據(jù)的歸納總結(jié)，久而久之能夠形成一套應(yīng)對(duì)不同情況的近似計(jì)算方法。