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                      電磁流量計

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                      固海揚水灌區電磁流量計計量與其他多種方式計量的對比分析

                      來源:作者:發表時間:2021-11-18 10:06:11

                              灌溉量水是推進節水農業的重要手段,隨著全國節水工作的推進,灌區信息化建設的大力實施,灌區管理更加現代化、數字化、智能化,灌溉管理水平也大幅度提高。目前,固海各干渠主要還是采用傳統的——LS68 型旋杯流速儀測流。流速儀量水法及流量計算不但費時、費工,而且對施測斷面所在渠道的要求較高,易受泥沙沖擊及雜物影響,往往不能完全滿足要求。為實現水資源的高效利用,提高灌區量水精度和工作效率,固海揚水管理處在固一干渠出口采用新型的測流設備(300W-QX/QXC 型非接觸式雷達波明渠流量計)、電磁流量計、LS68 型旋杯流速儀三種設備同時進行測流,對比三種測流方式的精度和工作效率。

                       
                      三種測量儀器的工作原理及傳輸方式
                      LS68 型旋杯流速儀測流
                      工作原理:LS68 型旋杯流速儀測流是利用面積—流速法,即用流速儀分別測出若干部分面積垂直于過水斷面的部分平均流速,然后乘以部分過水面積,求得部分流量,再將各部分流量相加即為全斷面流量。
                       
                      傳輸方式:采用人工計算錄入。
                      優點:流水儀測流精度較高,是目前江河渠道測流水量普遍采用的一種方法。
                      缺點:測流及計算較費時、繁瑣。而且對施測斷面所在渠道的要求較高,易受泥沙沖擊及雜物影響。
                       
                      電磁流量計
                      工作原理:測量原理是基于法拉第電磁感應定律:導電液體在磁場中作切割磁力線運動時,導體中產生感應電勢,其感應電勢 E 為:
                      E = KBVD
                      式中:K ---儀表常數
                      B ---磁感應強度
                      V ---平均流速
                      D ---管道內徑
                       
                      測量流量時,導電性液體以流速 v 流過垂直于流動方向的磁場,導電液體的流動感應出一個與平均流速成正比的電壓,其感應電壓信號通過二個或兩個以上與液體直接接觸的電極檢出,并通過電纜送至轉換器通過智能化處理,然后LCD 顯示或轉換成標準信號 4~20mah 和 0~1khz 輸出。
                      傳輸方式:采用數據 RS-485 通訊傳輸。
                       
                      優點:
                      可以實現正向、反向測流;可顯示瞬時流量、累積流量等數據,且可以通過計算機端口輸出;
                      支持手機終端在線查看當前單機流量;
                      可實現存儲近 3 年數據,能夠實現數據按天、周、月、年等方式展示;能夠自動生成日報表、月報表以及年度報表并能夠實現 excel 表格導出功能。
                       
                      缺點:測流精度不能滿足本單位測流精度要求。
                       
                      新型測流設備——300W-QX/QXC 型非接觸式雷達波明渠流量計(雷達流速水位儀、流量控制器、電子風速風向儀、太陽能供電設備四部分組成)
                       
                      工作原理
                      300W-QX/QXC 型非接觸式雷達波明渠流量計通過流速水位儀測試水體表面的流速和水位,配合控制器實現數據無線傳輸,組成流量自動測量系統,實現流量遠程在線監測。
                       
                      優點:
                      耗能低,可采用 220v 或 230v 交流電或采用太陽能供電系統供電。其安裝維護方便,可安裝于岸邊、橋梁固定支架上定點測量。
                       
                      該設備結合流量測控終端可對實時檢測到的水流速度和水深變化進行動態分析,并提供測量目標的精確統計數據。
                       
                      (自動識別判斷水流方向、水位過程曲線、瞬時流速、平均流速、最小和最大流速、實時流量、累計水量等)。實現 24h 不間斷測流。可通過后臺軟件實現參數設置以及設備運行情況檢查,同時具有密碼保護功能,防止無關人員修改參數。
                       
                      測流數據通過 GPRS 模塊(4G 網絡)根據客戶實際需要選擇發送到中心平臺處或第三方平臺;支持手機終端在線查看流速、水位、當前流量和歷史數據,數據每 5min 更新一次。
                       
                      可實現存儲近 3 年數據,能夠實現數據按天、周、月、年等方式展示;能夠自動生成日報表、月報表以及年度報表并能夠實現 excel 表格導出功能。
                       
                      缺點:
                      測流數據必須通過產品提供方遠程傳輸到我單位平臺上。五年之內免養護費用,五年之后維護費用按照當時的網費和單位總體購買數量進行核算費用。
                       
                      五年內免網費,五年后費用根據當時運營商流量價格和流量使用計算費用。
                      流量控制器產品參數
                      測量基本情況說明
                      2020 年 11 月 1 日至 2020 年 11 月 20 日,歷時 20 天時間,在固海一干渠 0+360 處測流點進行比測。經過 20 天的比測,從不同水位、不同機組的運行情況,全面對三種設備測流數據進行采集。首先為測得數據的準確性,此次在渠道測流斷面測流垂線二、三、四附近分別架設一臺雷達流速水位儀,并加裝了電子風速風向儀。
                       
                      測流數據采集:電磁流量計數據和 300W-QX/QXC 雷達波明渠流速水位儀每小時采集一次數據。流速儀測流每天兩次(早晨 9:00-11:00,下午 14:00-16:00)。
                      4.300W-QX/QXC 雷達波明渠流速水位儀布線圖
                      結語
                      通過實測數據得出采用五點法測得流量比采用三點法測得流量小 0.2m3/s~0.3m3/s. 以下結論中實測流量為五點法測得流量。
                       
                      1. 流速儀與雷達流速水位儀
                      當 測 流 水 位 較 穩 定 時, 從 實 測 數 據 結 果 分 析 流 速 儀實測兩次平均值與雷達流速水位儀測流兩次平均值差值在 -0.05m3/s~0.37m3/s 之 間, 精 度 在 99.61%-97.81%之間。實測日均流量與雷達流速水位儀測流日均流量差值在0~0.29m3/s 之間,精度在 100%~98.12% 之間。
                       
                      2. 電磁流量計測流與流速儀測流
                      當測流水位較穩定時,從實測數據結果分析電磁流量計測流兩次平均值與流速儀實測兩次平均值差值在 0.43m3/s~1.14m3/s 之 間, 精 度 在 97.53%~92.87% 之 間。 電 磁 流量計測流日均值與流速儀實測日均值在 0.77m3/s~1.10m3/s 之間,精度在 97.53%~93.27% 之間。
                       
                      3. 電磁流量計與雷達流速水位儀
                      當測流水位較穩定時,從實測數據結果分析電磁流量計測流兩次平均值與雷達流速水位儀測流兩次平均值差值在0.41m3/s~1.32m3/s 之 間, 精 度 在 97.59%~91.76% 之 間。
                       
                      電磁流量計測流日均值與雷達流速水位儀測流日均值差值在0.52m3/s~1.33m3/s 之間,精度在 96.95%~91.89% 之間。三種測流方式中測流數據綜合對比
                       
                      兩次測流:實測與雷達流速水位儀測流 80% 兩者精度大于 98%;實測與電磁流量計測流數據中 65% 精度小于95%。雷達流速水位儀與電磁流量計測流數據中 80% 精度小于 95%;
                       
                      日均流量:實測與雷達流速水位儀測流 80% 兩者精度大于 98%;實測與電磁流量計測流數據中 60% 精度小于95%。雷達流速水位儀與電磁流量計測流數據中 70% 精度小于 95%。
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