อังกฤษ
จีน
สเปน
รัสเซีย
โปรตุเกส
ฝรั่งเศส
เยอรมัน
อินโดนีเซีย
เวียดนาม
อาหรับ
อิตาลี
ตุรกี
โปแลนด์
ญี่ปุ่น
การวัดอัตราไหลในรางเปิดด้วยฝายและรางวัดน้ำ
เซ็นเซอร์ระดับในรางเปิดวัดเฮด ซึ่งความสัมพันธ์ของอุปกรณ์ปฐมภูมิที่ผ่านการตรวจสอบจะแปลงเป็นอัตราไหล ความคลาดเคลื่อนของเฮดจะถูกขยายตามความชันของความสัมพันธ์นั้น ความไม่แน่นอนทั้งระบบยังรวมรูปทรงฝายหรือรางวัดน้ำ สัมประสิทธิ์ สภาวะการไหลเข้า และการสำรวจระดับอ้างอิง
สูตรกำหนดความไวต่อความคลาดเคลื่อน
สำหรับฝายบากรูปตัว V มุม 90° ในสภาวะไหลอิสระ ตัวอย่างสมการประมาณในหน่วย SI คือ
Q = 1.38 × h^2.5 (Q มีหน่วย m³/s และ h มีหน่วยเมตร) สัมประสิทธิ์นี้เป็นค่าตัวอย่างสมมติ ไม่ใช่ความสัมพันธ์สากล ใช้สมการหรือการสอบเทียบที่อนุมัติสำหรับรอยบากและการติดตั้งจริง
ความสัมพันธ์ของฝายสี่เหลี่ยมและรางวัดน้ำก็ขึ้นกับรูปทรงและสภาวะชลศาสตร์ที่แน่นอน สมการประมาณอย่างง่ายของฝายสี่เหลี่ยมอาจใช้เลขชี้กำลังของเฮดใกล้ 1.5 แต่ต้องกำหนดสัมประสิทธิ์และการแก้ผลการหดตัวของลำน้ำ สำหรับความสัมพันธ์ Q = C × h^n ความไวอันดับหนึ่งต่อความคลาดเคลื่อนเล็กน้อยของเฮดคือ
ΔQ/Q ≈ n × (Δh/h)
โดย n เป็นเลขชี้กำลัง ความคลาดเคลื่อนของเฮด 1% เมื่อ n = 2.5 ทำให้อัตราไหลคลาดเคลื่อน 2.5%
ตัวอย่างคำนวณ ฝายบากรูปตัว V มุม 90° ที่ h = 0.20 m ให้ Q = 1.38 × 0.2^2.5 = 1.38 × 0.0179 ≈ 0.0247 m³/s ≈ 89 m³/h หากระดับคลาดเคลื่อน 10 mm ซึ่งเกิดได้ง่ายจากไม้บรรทัดวางผิด ชั้นฟอง หรือเซ็นเซอร์ที่ไม่ได้สอบเทียบ จะได้ ΔQ/Q = 2.5 × (0.01/0.2) = 12.5% หรืออัตราไหลที่ไม่มีจริง 11 m³/h ที่ h = 0.40 m ความคลาดเคลื่อน 10 mm เท่าเดิมให้เพียง 6.25% บทเรียนเป็นเรื่องโครงสร้างของระบบ ระบบฝายสูญเสียความแม่นยำตรงช่วงอัตราไหลต่ำ ซึ่งมักเป็นช่วงที่รายงานการปฏิบัติตามข้อกำหนดสิ่งแวดล้อมให้ความสำคัญที่สุด
ต้องวัดเฮดในน้ำนิ่ง ณ จุดที่ถูกต้อง
สูตรสมมติว่าเฮดคือระดับน้ำด้านเหนือน้ำของอุปกรณ์ วัดในบริเวณที่ผิวน้ำสงบและเป็นตัวแทน
ตำแหน่ง: อยู่เหนือน้ำก่อนถึงส่วนโค้งลดระดับ สำหรับฝายบากรูปตัว V ให้อยู่ที่สถานีวัดเฮดที่กำหนด สำหรับฝายบากรูปตัว V แบบดั้งเดิมมุม 90° ที่หดตัวเต็มที่ ให้อยู่เหนือน้ำห่างอย่างน้อยสี่เท่าของเฮดสูงสุด และต้องไม่อยู่ในเขตน้ำพุ่งตกใกล้รอยบาก
การทำให้น้ำสงบ: จัดช่วงทางน้ำเข้าที่เหมาะสมหรืออุปกรณ์ทำให้น้ำสงบที่อนุมัติ โดยไม่บิดเบือนชลศาสตร์ของอุปกรณ์ปฐมภูมิ ระลอกน้ำเพิ่มการกระจายของค่า เรดาร์ไม่ได้อ่านยอดระลอกเสมอไป ตรวจสอบเฮดเฉลี่ยตามเวลาและการตอบสนองของเครื่องมือ
ศูนย์: ระดับสันฝายหรือพื้นรางวัดน้ำคือศูนย์ และต้องสำรวจจริง ไม่ใช่สมมติจากแบบ ความคลาดเคลื่อนศูนย์ 5 mm ทำให้อัตราไหลมีความเอนเอียงถาวรในทุกค่าเฮด
เรดาร์ไม่สัมผัสหรือเครื่องมืออัลตราโซนิกช่วยเลี่ยงเซ็นเซอร์ที่จุ่มในน้ำ แต่ต้องยึดอย่างแข็งแรงและมีทางวัดโล่ง การเลื่อนของขายึด 3 mm อาจเป็นความคลาดเคลื่อนของเฮดโดยตรง เซ็นเซอร์ความดันเพิ่มสมมติฐานความหนาแน่น และอาจได้รับผลจากตะกอน คราบ หรือช่องรับความดันอุดตัน วัสดุที่ตกตะกอนไม่ได้เพิ่มเข้าในเฮดน้ำด้วยความหนาแน่นเต็มของมันโดยอัตโนมัติ
การไหลอิสระเป็นเงื่อนไข ไม่ใช่ความหวัง
ความสัมพันธ์สำหรับการไหลอิสระใช้ได้เฉพาะในสภาวะชลศาสตร์ที่ระบุ ตรวจสอบการระบายอากาศใต้แผ่นน้ำล้นและขีดจำกัดระดับท้ายน้ำสำหรับฝาย ส่วนรางวัดน้ำให้ตรวจขีดจำกัดการจมน้ำตามขนาดและสถานีวัดเฮด บางแบบมีการแก้ค่าสำหรับการไหลจมน้ำ แต่ใช้แทนความสัมพันธ์การไหลอิสระกันไม่ได้
หากน้ำในรางอาจหนุนกลับจากน้ำขึ้นลง การเดินประตูน้ำ หรือพายุ ให้เลือกวัดเฮดท้ายน้ำด้วยแล้วแก้ผลการจมน้ำ หรือเลือกหลักการวัดอื่น การใช้สูตรในสภาวะจมน้ำจะให้ตัวเลขที่ดูน่าเชื่อถือแต่ผิดโดยไม่รู้ตัว
เลือกระหว่างฝายกับรางวัดน้ำ
| เงื่อนไข | ข้อพิจารณาสำหรับฝาย | ข้อพิจารณาสำหรับรางวัดน้ำ |
|---|---|---|
| น้ำสะอาด | แบบที่เหมาะสมให้ความสัมพันธ์ที่สอบเทียบและใช้งานได้ | เลือกช่วงที่ต้องการและเฮดที่มีอยู่ |
| ของแข็งหรือตะกอน | ตรวจการตกสะสมหรือการอุดตันที่สันฝาย | รูปทรงบางแบบปล่อยของแข็งผ่านได้ดีกว่า แต่ยังต้องตรวจสภาพ |
| อัตราไหลน้อย | มุมรอยบากที่เหมาะสมและเฮดต่ำสุดที่ตรวจสอบแล้ว | ใช้แบบที่รับรองสำหรับอัตราไหลต่ำสุดที่ต้องการ |
| เฮดที่มีอยู่จำกัด | ตรวจระดับน้ำที่สูงขึ้นด้านเหนือน้ำและการสูญเสียถาวร | แบบที่เหมาะสมอาจลดการสูญเสียเฮด |
| การปรับปรุงระบบเดิม | งานแผ่นฝาย บ่อพักเหนือน้ำ และระดับอ้างอิง | รูปทรง สถานีวัดเฮด และการดัดแปลงงานโยธา |
เลือกอุปกรณ์ปฐมภูมิจากช่วงอัตราไหลที่ต้องการ การสูญเสียเฮด ของแข็ง ระดับท้ายน้ำ และวิธีรายงานที่ใช้บังคับ ฝายบากรูปตัว V อาจเหมาะกับน้ำสะอาดอัตราไหลน้อย รางวัดน้ำที่เหมาะสมอาจปล่อยของแข็งผ่านได้ดีกว่า แต่ไม่มีแบบใดไม่ต้องบำรุงรักษา
คำถามจากโครงการรางเปิด
คำถาม 1. ติดเซ็นเซอร์ระดับตรงเหนือฝายได้หรือไม่
ไม่ได้ ต้องอยู่เหนือน้ำที่ตำแหน่งน้ำสงบตามกำหนด หรือวัดผ่านบ่อสงบที่ต่อกับราง เหนือรอยบากจะวัดส่วนที่ระดับน้ำลดลง ซึ่งขัดกับเงื่อนไขของสูตรโดยตรง
คำถาม 2. เซ็นเซอร์เรดาร์แม่นยำพอหรือไม่
มีเรดาร์ที่วัดได้ระดับมิลลิเมตร แต่การยึดติดตั้งและการสำรวจศูนย์มักมีผลมากกว่า จัดสรรความแข็งแรงของการติดตั้งและระดับอ้างอิงที่สำรวจแล้วก่อนเลือกซื้อจากสเปกเซ็นเซอร์
คำถาม 3. ถ้าอัตราไหลต่ำมากล่ะ
แรงตึงผิว พฤติกรรมแผ่นน้ำล้น และความไม่แน่นอนของเฮดมีความสำคัญใกล้ขอบล่างของความสัมพันธ์ ใช้เฮดต่ำสุดที่ตรวจสอบแล้วสำหรับรอยบากและรูปทรงทางน้ำเข้านั้น อาจต้องเปลี่ยนมุมรอยบากหรืออุปกรณ์ปฐมภูมิ อย่าอ้างว่าค่าอัตราไหลมีคุณภาพสำหรับการรายงานตามข้อกำหนดเมื่ออยู่นอกช่วงที่ตรวจสอบแล้วด้านล่าง
คู่มือเทคนิคที่เกี่ยวข้อง
- ความแม่นยำของเครื่องส่งสัญญาณระดับเรดาร์: สิ่งที่ตัวเลขในเอกสารสเปกไม่ได้บอก
- สัญญาณเอาต์พุตเครื่องส่งสัญญาณระดับเรดาร์: เลือกชนิดที่เหมาะสม
ปรึกษาการใช้งานวัดของคุณกับ METRAVON
