巴歇尔槽明渠流量计运用中的疑难问题及解决方法

    1、干式标定及其主要内容

    巴歇尔槽明渠流量计原理采用时差法测量明渠各层面平均流速，求出流速分布曲线。根据水位计测得的水位来计算梯形明渠端面积，进而得出其流量。

    在明渠上，以巴歇尔槽明渠流量计的原理和流体力学理论为基础，将各测量参数在外部测量，把各测量参数的误差综合来决定误差，这种间接测量流量计的误差的方法，叫干式标定。干式标定与传统实流标定不同，可以在不停止流动的情况下，在线对流量计误差进行标定。

    干式标定不确定度计算内容主要有：

    ①、线流速测量不确定度，包括时间测量不确定度、声道长度测量不确定度以及声道角度测量不确定度。

    ②、端面积测量不确定度，包括渠端面轮廓测量误差和测量水位时产生的水位测量误差。

    ③、不同流速分布下的不确定度，在多声道工作状态下（3个以上），能够再现流速分布，依据多面平均法计算，或依据平均端面计算流出量时流出量计算不确定度。

    ④流量不确定度计算，即每个误差源平方之和的平方根。以此参照流量计性能指标，确定标定等级。

    2、实际标定中的疑难问题

    现场标定中主要存在以下疑难问题：

    2.1、流速分布误差的计算

    流速分布误差在不确定度的计算中起至关重要的作用，直接影响标定的等级。实际流场由于受提水站、明渠端面等诸多因素影响，多以紊流、乱流（旋涡、横流）为主，所以地测量出流速分布函数，确定流速分布形态，成为流量计算以及不确定度计算的核心问题。设备安装地址选择在流态稳定，上下游直管段要足够长（至少5倍渠宽）。

    2.2、水温对误差计算的影响

    水温对声波传播速度有明显影响。电厂明渠水温在冬夏、上下游，甚至每一天都有较大变化，特别是实际现场，明渠水温与液位测井的水温有较大差别，严重影响了不确定度。究竟温度综合影响有多大，是个疑难问题。

    2.3、平均端面的确定

    平均端面对不确定度计算也有重要影响。超声波流量计适用于平面规整的明渠水道，经过对安装地址上下游12个端面，取同一水位实际测量时发现，面积误差zui大达到7.4%，说明回水明渠并非*规整平面的渠道，对流速分布有影响。如何确定典型端面，以及将典型端面演算到规整的平均端面是不确定度计算中难点问题。

    2.4、传感器探头高出渠壁20cm以上。对流速测量及计算面积的影响

    根据计算，假设为规整渠道，不同水位下，探头未测到部分平均占3.5%，对流量计算有严重影响，而且如何演算到全端面，是个难点。建议传感器座在渠壁内，探头与壁齐平为好。

    2.5、液位计水深与明渠水深存在同步敏感程度的误差

    现场中，明渠水深，在同一时间上，与液位计水深同步变化不同，直接影响流量测量及不确定度计算。

    3、结语

    多声道超声波用于大断面明渠流量测量，现有理论充分，但真正用好测准并不容易，系统误差、人为误差，环境因素的影响，造成不确定度计算的复杂性。通过这次实践，主要体会如下：

    ①、要有一个的项目组织体系，从考察、选购、安装、标定到后期维护运行，都需要良好的组织、协调和沟通，保证产品的顺利使用，节约时间和财力。

    ②、要根据测量对象及现场实际情况有针对性地制定测量方案，才有可能达到测量目的，满足测量要求。

    ③、选准测量位置，要充分保障测量点上下执行段的长度，以保证测量点流态稳定。

    ④、校准测量系统各通道的传输延迟时间，正确设定测量系统内部参数。

    ⑤、测量执行渠道断面的几何参数，换能器的安全位置，牢固安装水下设备。

    水，作为一种商品，准确计量有利于节约用水和促进国民经济的发展，正确地选择计量仪器，准确地确定误差，对于水计量有重要的意义。在封闭管道式超声波流量计用于开放型梯形明渠中，上述出现的疑难问题，有的已经解决，有的仍需要进一步探讨和研究。