Измерители скорости водного потока
Показаны все из 2
Измерители водного потока вычисляют скорость (V) воды в искусственных и естественных водоемах на заданной глубине при быстром и медленном течении. Необходимы для мониторинга турбин на электростанциях, своевременной калибровки расходомеров.
Существует несколько способов определения V потока на различных приборах.
Метод |
Принцип действия |
Применяемые приборы |
Электромеханический |
V рассчитывается исходя из частоты вращения спирального винта, погруженного в водоем. Скорости потока и вращения крыльчатки прямо пропорциональны. Оптимален для замеров в быстротекущих каналах, реках, трубах, однако неэффективен для вычисления слабых течений: данные по горизонтали и вертикали будут мало отличаться. |
Осуществляется с применением гидрометрической вертушки – устройства, состоящего из лопастного винта с контактами, стабилизатора хода, сигнального аппарата. Раскручивающиеся лопасти замыкают контакты, издается звуковой или мигающий сигнал – его подсчитывает оператор и выводит результат. Более современные крыльчатки с электродвигателем выдают готовые данные автоматически на табло. Недостаток – уязвимость винтов, из-за чего агрегат может застрять в растительности, удариться о камни, вследствие чего выйти из строя или как минимум исказить данные. |
Электромагнитный |
V находится в зависимости от силы тока воды, прошедшей через электромагнитное поле измерителя. Подход точный, надежный, но не слишком распространенный. |
Э/м приборы работают по принципу Фарадея. Датчик устройства создает поле, проходя через которое, вода заряжается током – по нему и считается скорость. Аппараты отличаются большой функциональностью, но и высокой ценой, поэтому встречаются в нашей стране редко. |
Акустический |
Измеряются моменты прихода и разности фаз встречных звуковых сигналов. Метод позволяет вычислять параметры быстрого водного течения, например, в стоках, реках. |
Применяются акустические аппараты, излучающие сигнал, поглощаемый пьезоэлектрическим датчиком. Изменение фаз базового и отраженного сигнала помогает вычислить потоковую скорость на любой глубине. Агрегат чувствительный, не имеет подвижных частей, а значит, не запутается в подводных зарослях. Однако пригоден в основном для быстродвижущихся потоков. |
.
Есть и другие вспомогательные методы, основанные на принципах силового воздействия, теплообмена, ионного паводка, регистрации перемещения деревянного поплавка и т.д. Основным все же признан электромеханический.
С помощью вертушек можно измерить водное движение точечно и интеграционно. В первом случае происходит подсчет параметров в 1-5 фиксированных точках, во втором – высчитывается Vcp. по ширине (горизонтали), глубине (вертикали) и по всему водоему.
Вертушки подразделяются на следующие виды.
Признак |
Виды и пояснение |
Расположение оси вращения |
– С вертикальной осью, – с горизонтальной. |
Особенности расположения лопастей |
– Консольные – с неподвижной осью, – осевые – с вращающейся. |
Способ погружения |
– Тросовые – опускаются на лебедке, глубоко и при сильных течениях, – штанговые – погружаются на штангах, подходят для мелководья. |
Способ действия |
– Механические – классические устройства с передачей импульсов на простейший сигнальный блок, применяются для расчетов с участием оператора, – электронные – дополнительно рассчитывают давление, удельную электропроводность, температуру, способны автоматически сохранять результаты и передавать их на компьютер в режиме онлайн. |