【JD-ML2】,山東競道光電,十年深耕水文設備。明渠流量監測系統在低溫環境下面臨諸多挑戰,但可以通過以下多種方法提高其性能。
從設備硬件方面入手,首先要對傳感器進行特殊防護。采用耐寒材料封裝傳感器,如特制的橡膠或塑料外殼,既能防止低溫導致外殼脆裂,又能起到一定的保溫作用。對于傳感器內部的電子元件,可增加加熱裝置,當溫度低于設定閾值時自動啟動,維持元件在適宜的工作溫度范圍內,確保其靈敏度和準確性不受低溫影響。例如,一些高精度的超s波傳感器配備了微型加熱絲,在寒冷天氣能有效避免因低溫使聲波發射與接收出現偏差。
其次,優化數據傳輸線路。在低溫環境下,普通電纜可能會變硬、變脆,導致信號傳輸損耗增d甚至線路斷裂。選用耐寒、抗凍的特種電纜,其內部的絕緣材料和導體在低溫下仍能保持良好的性能,可保障數據穩定傳輸。同時,對線路進行深埋或架空鋪設,并做好防護措施,如包裹保溫材料、安裝線槽等,減少低溫對線路的直接作用。
再者,改進監測系統的安裝結構。將監測設備安裝在避風、向陽且有一定保溫措施的位置,如特制的保溫箱或地下井室內。這樣可以減少低溫氣流和積雪對設備的侵襲,降低設備因寒冷而出現故障的概率。例如,在北方寒冷地區的明渠流量監測站,常將設備安裝在地下的混凝土井室內,并在井室內設置加熱裝置和通風設備,使設備處于相對穩定的環境中。
從軟件算法和數據處理角度來看,可開發適用于低溫環境的校準算法。由于低溫會使流體的物理性質如密度、粘度等發生變化,進而影響流量測量精度。通過建立低溫條件下的流量校準模型,利用實時監測的溫度數據對測量結果進行動態修正,提高流量數據的準確性。同時,優化數據采集頻率和處理策略,在低溫環境下適當降低采集頻率以減少設備運行負荷,同時采用更高x的數據壓縮和傳輸算法,提高數據傳輸的及時性和完整性,確保監測系統在低溫下仍能穩定、可靠地運行,為水利工程等相關領域提供準確的流量數據支持。
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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