超声波流量计在引黄涵闸上的应用研究

超声波流量计在引黄涵闸上的应用研究

论文摘要

目前在有些引黄涵闸上,虽然实现了自动化测流,但仍未能实现在线实时测流。超声波流量计属于非接触式测量,可免除泥沙淤积和渠道漂流物的影响,是明渠自流条件下水流量自动测量较为理想的设备,目前在管道流量测量中已得到成功应用,且运行稳定,测量精度高。但应用在引黄涵闸上实施在线实时测流在国内尚属首次,并且由于含沙量、糙率系数等因素影响,势必会造成测量误差,既影响水量调度管理,又使黄河水资源经济效益受到巨大损失。为此,本论文针对上述问题的存在,重点对超声波流量计测量原理、软硬件设计做了详细分析,并在李家岸引黄涵闸上采用多种测量设备、方法进行流量比测研究,率定糙率系数,调试相关参数,提高测量精度,真正实现有限黄河水资源社会和经济效益最大化。主要取得以下研究成果。1.采用超声波流量计在引黄涵闸(实验涵闸暂定李家岸引黄涵闸)上测流,所测得的数据均可由计算机直接监控,初步实现自动化在线测流,并实现对水量的累计计量。引黄涵闸实时监测系统的实施,可以让工作人员对引黄涵闸的运行情况进行实时的监测、对运行数据进行存储、对闸门进行开启及关闭控制等。2.测量的精度误差满足有关规范要求。试验过程中分别利用超声波流量计、缆道流速仪、泄流曲线查算以及公式计算方法进行流量监测对比。在监测对比过程中通过率定糙率系数,调整相关参数,提高测量精度。精度误差控制在±5%以内。3.开发相关软件,使流量监测系统数据可以并入涵闸远程监控系统,一并传输到市局、省局、黄委,初步实现对实验涵闸实时流量进行远程监测。4.建立了实时数据库系统,自动进行数据备份、转储功能,保证了历史数据的安全性;对接收到的各种数据统计分析,自动生成日、月、年报表,并对历史数据按多种条件进行查询、修改、记录和打印。5.通过李家岸引黄涵闸的试验,逐步在较大型引黄涵闸推广应用引水流量实时监测系统,实现引黄涵闸刷卡引水,按量供水。6.不同的含沙量及涵洞内淤积情况可能会不同程度的影响仪器的测流精度,还需进一步实验研究。7. .拟合曲线函数用在其它引黄涵闸上进行流量测量是否可行,还需要进一步实验证明。

论文目录

  • 英文缩写说明
  • 中文摘要
  • 英文摘要
  • 第一章 引言
  • 1.1 研究的目的和意义
  • 1.2 国内外研究动态及发展趋势
  • 1.2.1 国外研究现状
  • 1.2.2 国内研究现状
  • 1.2.3 发展趋势
  • 1.3 研究内容、方法和思路
  • 1.3.1 研究内容
  • 1.3.2 研究方法
  • 1.3.3 技术路线
  • 第二章 李家岸引黄涵闸概况
  • 2.1 试验涵闸的选定
  • 2.2 李家岸引黄涵闸基本情况
  • 第三章 超声波流量计的测量原理
  • 3.1 超声波流量计测量原理
  • 3.1.1 时差法超声波流量计测量原理
  • 3.1.2 多谱勒超声波流量计测流原理
  • 3.1.3 流量计算
  • 第四章 主要设备安装、调试及系统功能设计
  • 4.1 主要设备安装、调试
  • 4.1.1 超声波流量计安装
  • 4.1.2 超声波水位计安装
  • 4.1.3 系统调试
  • 4.2 系统软件设计
  • 4.3 系统可靠性设计
  • 第五章 流量监测实验过程分析
  • 5.1 实验原则
  • 5.2 实验数据组合
  • 5.3 实验前期准备
  • 5.4 流量监测方法、步骤
  • 5.5 实验数据理论分析
  • 5.5.1 糙率系数的理论分析
  • 5.5.2 仪器测量流速与涵闸平均流速关系
  • 5.5.3 各涵洞流量计算公式
  • 5.6 试验注意事项
  • 第六章 参数率定
  • 6.1 实验结果分析
  • 6.2 相关参数拟合曲线
  • 第七章 结论及建议
  • 7.1 实验结论
  • 7.2 实验建议
  • 参考文献
  • 致谢
  • 研究生就读期间公开发表的论文
  • 附表1.李家岸测流试验流量观测汇总表
  • 附表2.李家岸测流试验闸后水位观测记
  • 附表3. 李家岸测流试验超声波观测平均流量、水深、流速记录表
  • 附表4.李家岸测流试验含沙量测量记录表
  • 相关论文文献

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