开放式多层时差法明渠流量计干渠应用案例

  在农业水利工程体系中,灌区干渠的流量精准计量直接关系到灌溉效率与水资源合理利用。然而在实际工作中,计量环节面临着诸多挑战,传统解决方案也存在一定局限性:

 
  深圳市华聚科仪自主研发的HJ-UT-B/HJ-UT-F系列开放式多层时差法为此提供了新思路,接下来通过库尔勒和硕县某干渠实际案例,为您详解其应用全流程。

1、需求调研:夯实项目基础

开展开放式时差法计量,需求调研是第一步,通常需要与业主、设计单位、施工商、相关技术团队深入现场,细致记录计量点周边环境,包括:

    在本案例中,2024年5月与相关方到现场进行了勘察,实施计量的场景如下:

 

场景情况:

1,渠道上宽12.4米,底宽2.75米,渠高2.8米;渠道条件良好;

2,设置有测桥1座,测房一栋,上游约100米设置有闸门;

3,水流流态平稳,无淤积,最大水位1.95米,典型1.5米左右;

4,施工停水期极短,业主不希望设置立柱等额外建筑物设施,不能破坏渠壁,希望施工简单快速;

5,希望内置rtu,支持上传数据到业主平台,支持远程维护;

6,计量精度≥95%;

7,数据上传到指定云平台;

2、方案设计:定制专属计量方案

依据调研信息,结合干渠实际场景,制定详细方案,包括:

1,整体方案部件组成及安装分布,如下图:

  整体方案结合现场有一栋测房的特点,将太阳能供电放置于测房顶部,既有良好的太能接收效果,又避免容易破坏;将时差法主机,雷达水位计,RTU,电池放置于测桥中央,使得连线最短,尤其方便换能器连线,施工简单;

2,线缆连接及防护设计;

线缆整体采用镀锌管表面固定防护,如下图:

控制箱使用转接结构件,固定在测桥上,线缆通过镀锌管防护后固定于测桥,如下图:

3,详细部件选型及计算;

本案例中主要部件较多,有测量系统:时差法,雷达水位计;有供电系统:电池,太阳能板;有通讯系统:RTU;其中关键的时差法设备,雷达水位计,RTU均为华聚自主开发和生产,部件之间配合连接可靠,减少了不同设备商之间的沟通和匹配风险;

4,换能器声道设计;

声道设计对于精确计量至关重要。

声道的数量和分布,与以下因素有关:

  本案例中选用华聚公司HJ-UT-B08S,即8声道表面安装式,500k换能器频率。表面安装式适用于渠最小宽度大于2米的场景,这样表面安装对流态的影响较小,同时表面安装减少了施工工作量,在本案例中比较合适;

  采用华聚开放式设计工具,输入相关信息,就可以1:1直观的查看渠道断面声道布置,层高度,换能器组件规格等;且该工具支持网页版,方便相关人员随时随地评估设计,本方案声道布置如下:

3、实施:高效完成设备安装

   华聚公司全流程支持客户高效、准确安装:

   1,安装前线上培训:对于新客户或新施工队伍,华聚公司提供免费的线上培训服务,帮助客户快速掌握安装流程和要点;

   2,包装有“指导”,现场不慌乱:



  3,技术支持随时在线:安装过程有疑问,可以随时提供远程,复杂项目或问题可提供现场支持,避免影响项目进度;

     本案例于2024年8月完成安装,经施工方与华聚公司的配合,顺利安装,调试完成:

4、比测:专业验证保障数据可靠

比测是检验设备性能的关键,一般来说比测需具备如下条件:

本案例于2024年10月和2025年5月,客户进行了两次比测,数据如下:

表1:两次比测数据


近一周(2025-5-9~2025-5-16)的水位,流量数据曲线如下:

水位和流量数据具有很好的相关性,数据平稳可靠无异常;

时间段内不同水位下,每一层的流速动态情况如下:


从视频中可以看出,水位从低到高,层流速稳定变化,层流速分布符合流体力学分布特征,在此基础上进行流量积分,从原理上保证了流量的精确性。

5、总结

本文通过具体案例,介绍华聚开放式产品在干渠中的实施步骤和结果,展现了华聚开放式多层时差法在灌区干渠的应用价值。

除了干渠应用,华聚时差法产品基于多种形态,包括:

不同形态适合不同场景,满足灌区支渠,斗渠,农渠,以及水利设施中各种应用。

 

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