尔王庄水库库容自流道流量测量系统切断机

尔王庄水库库容、自流道流量测量系统

尔王庄水库库容、自流道流量测量系统 2011： 1. 前言天津市引滦工程尔王庄管理处是向市内及各区输水的枢纽，为了保证输水数据的准确性，需要实时监测水库库容和输水通道的流量。多年以来，传统的水库库容和自流道输水流量的计量是通过人工定时读取水库水尺、自流道进、出口处水尺得到水位值，然后考虑到水库的形状等多方面因素的影响选用合适的公式计算出相应的库容值。通过查有关自流道形状、流态等参数对应的曲线取修正参数后，再通过计算而算出输水流量。这种方法不仅费时费力，不能连续或实时计量，且其准确性也受到天气、人为因素等影响很不准确。为了提高测量精度，消除人为影响，因此提出建立水库库容、自流道流量自动测量系统。用水位计自动测量水位代替了人工观测水尺。库容、流量计算公式是用已往的实测资料利用数理统计方法，在水力学公式的基础上，通过对观测的数据进行逐步回归，确定新的指数和系数以求得精确的水库水位——库容关系式、自流道水位——流量关系式。依据此关系，结合硬件设置建立库容流量测量系统。系统中只需根据实时量测的水位就可计算出库容、流量。同时，根据管理工作要求，拟定了远传、大屏幕显示、数据打印功能，使水库库容、自流道输水计量的测量、控制、管理实现自动化。2. 系统组成水库库容、自流道输水流量计量，是通过SCA6-1声学水位计连续测量水库水位、自流道进口和出口处的水位值，将所测得的水位值送入SLS2-2库容流量测量终端，计算出实时的水库库容、自流道流量值。实时参数被送到数据显示大屏幕和打印机，同时显示和打印。图1是测量系统示意图。 声学探头安装在水库、自流道进口和出口的支架上，通过电缆将信号传至安装在控制室的声学水位计，计算出各测点的水位值，再通过电缆送至安装在水调科的库容流量测量终端，将水库水位经计算得出库容，并将自流道进口水位、出口水位经数据自理得出的流量，系统存储器自动存贮水位、库容和流量参数。系统将处理结果送出打印。并且通过电缆传送到位于管理处办公楼的数据显示大屏幕实时显示，各项参数还可以由标准的RS-232C串行接口送入计算机中，用计算机建立起数据库并进行计算机后处理。仪器包括声学探头及外保护管、声学水位计、库容流量测量终端，打印机、RS-232C通讯接口、数据显示大屏幕。3.系统设计与实现3.1 水位测量系统测量系统中用两套声学水位计分别测量水库水位、自流道进口和出口的水位值。（1）水位测量工作原理水位测量原理如图2所示，由收发共用声学探头发射一声脉冲，经声管传声L声程，遇水界面产生反射，反射波（下称回波）又经L声程回同一声学探头接收。只要测量声波（由发射至接收到回波）在空气中的传播时间t及现场声速c，就可测算出声学探头发射面至水面的距离。即在设计上采用自校准技术对声速进行补偿，即在连续声学探头的第一节声管（称此声管为校准管）的已知距离L0开有一校准用小圆孔，声学探头发射的声脉冲首先遇小孔这一界面产生反射回波。这一回波传播的声程2L0为已知，传播时间t0可测出，传播声速若为c0则有：取校准孔回波与水面回波传播声程的比值则有 (1)由式（1）可知声程L是传播声速C、C0，传播时间t、t0和校准孔距L0的函数，如果在声管中传播声速由发射面至水面间变化很小，这样（1）式就可简化为 (2)发射声脉冲后,测得t0、t即可测算出声程L。由图2知，探头安装基准面至水位零点高度为S（S可以当地水准点或水尺为参考，安装时测量确定）则水位值H为： （3）式中 H——水位值S——探头发射面至水位零点间的距离L——探头发射面至水面间距离（2）声学水位计的组成声学水位计由声学探头、声路总成、外保护管总成、水位采集探制主机系统、显示、RS-232C串行接及电源组成。见图3（3）水位测量数据的输出用空气回声测距方法测量到水位值后，水位计通过标准的RS-232C串口与库容流量测量终端相连,传送测量数据。数据是从安装在主控室的水位计传输至安装

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