การวัดการไหลในรางเปิดด้วยอัลตราโซนิก: การแปลงระดับเป็นอัตราการไหลผ่านรางวัด ฟลูม และสมการแมนนิ่ง

การวัดการไหลในรางเปิดคือการหาอัตราการไหลเชิงปริมาตรในราง ท่อลอด หรือท่อที่เติมไม่เต็ม ซึ่งของเหลวเคลื่อนที่ภายใต้แรงโน้มถ่วงโดยมีพื้นผิวอิสระสัมผัสกับบรรยากาศ เนื่องจากรูปทรงของรางถูกกำหนดและทราบค่า การไหลจึงสามารถอนุมานได้จากการวัดระดับเพียงครั้งเดียว: เครื่องส่งสัญญาณระดับแบบอัลตราโซนิกจะวัดความสูงของน้ำเหนือจุดอ้างอิง — ส่วนหัว — และเครื่องส่งสัญญาณหรือคอมพิวเตอร์คำนวณการไหลจะแปลงส่วนหัวนั้นเป็นอัตราการไหลโดยใช้สมการการระบายของอุปกรณ์หลักที่ติดตั้ง เช่น ฝายรูปตัววีหรือรางวัดแบบพาร์แชล หรือสำหรับรางสี่เหลี่ยมและรางธรรมชาติ ใช้สมการแมนนิ่ง วิธีการแปลงระดับเป็นการไหลนี้ถูกกำหนดใช้ในงานสาธารณูปโภคน้ำและน้ำเสีย เนื่องจากไม่สัมผัสกับของเหลว ต้องการการบำรุงรักษาต่ำ และโดยทั่วไปมีความแม่นยำ ±1–2% ของอัตราการไหลเมื่อติดตั้งอุปกรณ์หลักและตัวแปลงสัญญาณอย่างถูกต้อง สำหรับโรงงานที่ต้องวัดน้ำทิ้ง น้ำส่งชลประทาน และน้ำฝนอย่างต่อเนื่องและตรวจสอบได้ การวัดแบบอัลตราโซนิกโดยอาศัยส่วนหัวยังคงเป็นมาตรฐานที่คุ้มค่าที่สุด

เหตุใดการไหลในรางเปิดจึงวัดโดยใช้ระดับ

รางเปิดมีอยู่ทั่วไปในอุตสาหกรรมน้ำ: รางน้ำเข้าและน้ำออกที่โรงบำบัด คลองชลประทานและจุดส่งน้ำ จุดระบายน้ำฝน และท่อระบายน้ำเสียจากโรงงานอุตสาหกรรมที่ปล่อยลงสู่ท่อระบายน้ำเทศบาลหรือแหล่งน้ำรับ ลักษณะเด่นของการไหลในรางเปิดคือพื้นผิวอิสระ ต่างจากท่อปิดที่เติมเต็มซึ่งสามารถคำนวณการไหลได้จากการวัดความเร็วและพื้นที่หน้าตัดของท่อ รางเปิดมีระดับของเหลวที่ขึ้นลงตามการเปลี่ยนแปลงของการไหล — และระดับนั้นเป็นฟังก์ชันโดยตรงและทำซ้ำได้ของอัตราการไหล หากการไหลถูกควบคุมโดยหน้าตัดที่ทราบค่า

นี่คือข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญเบื้องหลังการวัดการไหลโดยใช้ระดับ หากคุณติดตั้งโครงสร้างควบคุมไฮดรอลิกที่มีรูปร่างทราบค่า — ฝายที่บังคับให้น้ำไหลข้ามสัน หรือรางวัดที่บีบการไหลผ่านคอ — สำหรับโครงสร้างนั้นจะมีความสัมพันธ์เฉพาะระหว่างระดับน้ำเหนือน้ำ (ส่วนหัว) และการไหลที่ผ่าน วัดส่วนหัวอย่างแม่นยำ การไหลก็จะตามมาจากการคำนวณง่ายๆ โดยไม่มีชิ้นส่วนเคลื่อนที่ ไม่มีอะไรสอดเข้าไปในการไหล และไม่มีอะไรอุดตันหรือสกปรก นี่คือเหตุผลที่วิธีการนี้ยังคงเป็นเครื่องมือหลักสำหรับ การวัดระดับน้ำและน้ำเสีย ตั้งแต่การไหลเข้าระบบจนถึงน้ำทิ้งสุดท้าย

ความสัมพันธ์นี้อธิบายด้วยสมการการระบายในรูปแบบทั่วไป Q = C·h^nโดยที่ Q คืออัตราการไหล C คือสัมประสิทธิ์ที่ขึ้นอยู่กับรูปทรงของโครงสร้างและหน่วยที่ใช้ h คือส่วนหัวที่วัดเหนือระดับอ้างอิง และ n คือเลขชี้กำลังที่กำหนดโดยรูปร่างของโครงสร้าง นี่คือเหตุผลที่อุปกรณ์หลักถูกสร้างขึ้นด้วยขนาดที่แม่นยำ: ความแม่นยำของการวัดทั้งหมดสืบทอดจากรูปทรงที่ทราบค่าและการอ่านค่าส่วนหัว

อุปกรณ์หลักและสมการการระบาย

การเลือกอุปกรณ์หลักเป็นการตัดสินใจทางวิศวกรรมที่สำคัญที่สุดในการติดตั้งการวัดการไหลในรางเปิด เนื่องจากอุปกรณ์กำหนดช่วงการไหล ช่วงส่วนหัวที่เครื่องส่งสัญญาณอัลตราโซนิกต้องแยกแยะ และความไวของการวัด เครื่องส่งสัญญาณระดับอัลตราโซนิกแบบรางเปิดของ WELK เครื่องวัดการไหลระดับอัลตราโซนิกแบบรางเปิด ได้รับการตั้งโปรแกรมด้วยสมการการไหลมาตรฐานสำหรับฝายและรางวัดการไหลทั่วไปทั้งหมด ดังนั้นเครื่องส่งสัญญาณจึงถูกตั้งค่าโดยเพียงเลือกประเภทขององค์ประกอบและป้อนขนาดของมัน

ฝายรูปสามเหลี่ยม (V-Notch)

ฝายรูปสามเหลี่ยมคือแผ่นบางที่มีช่องเปิดรูปสามเหลี่ยม ติดตั้งขวางทางน้ำเพื่อให้การไหลทั้งหมดผ่านร่องนั้น สมการการไหลของมันคือ Q = C·h^2.5; เลขชี้กำลัง 2.5 ให้ความไวที่ดีเยี่ยมที่อัตราการไหลต่ำ เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยของระดับน้ำทำให้การไหลเปลี่ยนแปลงตามสัดส่วนที่มากขึ้น ทำให้ฝายรูปสามเหลี่ยมเหมาะสำหรับงานอัตราการไหลต่ำ เช่น โรงงานนำร่อง การไหลของสารละลาย ทางน้ำเข้าชลประทาน และน้ำเข้าของโรงบำบัดในเวลากลางคืน ข้อเสียคือความละเอียดลดลงที่ระดับน้ำสูง สันฝายต้องคมและปราศจากเศษวัสดุ และต้องวัดระดับน้ำที่ระยะห่างที่กำหนดจากต้นน้ำของร่อง โดยทั่วไปคือสามถึงสี่เท่าของระดับน้ำสูงสุด เพื่อให้พ้นจากเส้นโค้งการลดลงของระดับน้ำใกล้สันฝาย

ฝายสี่เหลี่ยมผืนผ้าและฝายแบบระงับการหดตัว

ฝายสี่เหลี่ยมผืนผ้าคือแผ่นบางที่มีช่องเปิดแนวนอนรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า ฝายสี่เหลี่ยมผืนผ้าแบบระงับการหดตัวครอบคลุมความกว้างทั้งหมดของทางน้ำเพื่อกำจัดการหดตัวที่ปลาย ฝายแบบหดตัวมีการหดตัวที่ปลายในแนวตั้ง สมการการไหลคือ Q = C·h^1.5, โดยที่ C รวมความยาวสันฝายและสัมประสิทธิ์การไหล เลขชี้กำลัง 1.5 เหมาะสำหรับการไหลปานกลางและสูงที่ช่วงระดับน้ำไม่มาก ฝายสี่เหลี่ยมผืนผ้าสร้างและสอบเทียบได้ง่าย แต่มีข้อจำกัดทั่วไปของฝาย: การสะสมของตะกอนต้นน้ำ การสึกหรอของสันฝาย และความจำเป็นที่น้ำต้องตกลงอย่างอิสระท้ายน้ำของสันฝาย

รางวัดการไหลพาร์แชลล์ (Parshall Flumes)

รางวัดการไหลพาร์แชลล์คือการตีบแคบของทางน้ำเปิดที่ขึ้นรูปไว้ล่วงหน้า ประกอบด้วยทางเข้าที่บรรจบกัน คอคอด และทางออกที่แยกออกจากกัน เดิมพัฒนาสำหรับคลองชลประทาน ข้อได้เปรียบที่สำคัญคือทำงานโดยมีการสูญเสียระดับน้ำน้อยที่สุดและไม่ต้องการให้น้ำต้นน้ำท่วมขังหลังเขื่อน ดังนั้นจึงรองรับน้ำที่มีของแข็งแขวนลอยและกรวดทรายโดยไม่เกิดการตกตะกอนเหมือนฝาย ในสภาวะการไหลอิสระ สมการการไหลคือ Q = C·h^1.55. เลขชี้กำลัง 1.55 ต่ำกว่าเลขชี้กำลังของฝาย ทำให้ Parshall flume มีช่วงหัววัดที่ใช้งานได้กว้างกว่าและการตอบสนองที่เป็นเส้นตรงมากกว่า หัววัดถูกวัดที่จุดเฉพาะในส่วนที่แคบลง ประมาณสองในสามของทางเข้าจากคอคอด เนื่องจาก flume ทำความสะอาดตัวเองและผ่านเศษวัสดุได้ จึงเป็นองค์ประกอบหลักที่ต้องการในงานน้ำเสียและน้ำฝน

Palmer-Bowlus Flumes

Palmer-Bowlus (P-B) flume ติดตั้งภายในท่อที่มีอยู่ — โดยทั่วไปคือท่อระบายน้ำเสียทรงกลมขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 150–900 มม. — โดยการยกพื้นท่อและทำให้คอคอดเรียวลง มักติดตั้งในบ่อพักโดยไม่ต้องขุดแนวท่อ ซึ่งทำให้ประหยัดสำหรับเทศบาลในการติดตั้งระบบตรวจวัดการไหลของท่อระบายน้ำเสีย ความสัมพันธ์ของการระบายน้ำคือ Q = C·h^n, โดยที่ค่าสัมประสิทธิ์และเลขชี้กำลังถูกกำหนดเป็นตารางสำหรับขนาดท่อแต่ละขนาด เลขชี้กำลังโดยทั่วไปใกล้เคียง 1.5 แต่แปรผันตามเส้นผ่านศูนย์กลาง P-B flume ช่วยให้ท่อไหลได้ค่อนข้างอิสระ ลดการล้นและน้ำย้อนกลับเมื่อเทียบกับฝาย แต่ต้องมีขนาดที่เหมาะสมกับเส้นผ่านศูนย์กลางท่อและช่วงการทำงานเพื่อไม่ให้คอคอดท่วม

สมการแมนนิ่งสำหรับช่องทางสี่เหลี่ยมและช่องทางธรรมชาติ

ฝายและ flume เป็นองค์ประกอบหลัก因为它们กำหนดรูปทรงเรขาคณิตที่รู้จักให้กับการไหล แต่ไม่ใช่ทุกช่องทางที่สามารถติดตั้งได้ คลองชลประทานยาว ลำธารธรรมชาติ และช่องทางรูปสี่เหลี่ยมคางหมูที่บุผิว มักวัดโดยตรงด้วยสมการแมนนิ่ง:

Q = (1/n) · A · R^(2/3) · S^(1/2)

โดยที่ n คือสัมประสิทธิ์ความขรุขระของแมนนิ่ง A คือพื้นที่หน้าตัดของการไหล R คือรัศมีไฮดรอลิก (พื้นที่หารด้วยเส้นรอบวงเปียก) และ S คือความลาดชันพลังงาน โดยประมาณจากความลาดชันของช่องทาง สำหรับช่องทางสี่เหลี่ยมที่ทราบความกว้าง พื้นที่และรัศมีไฮดรอลิกสามารถคำนวณได้จากการวัดความลึกเพียงครั้งเดียว ดังนั้น เครื่องส่งสัญญาณอัลตราโซนิกสามารถแก้สมการแมนนิ่งได้อย่างต่อเนื่องและส่งออกอัตราการไหลโดยตรง

ข้อควรระวังมีความสำคัญต่อความแม่นยำ สมการแมนนิ่งสมมติการไหลคงที่และสม่ำเสมอ — เงื่อนไขที่ไม่ค่อยตรงในภาคสนาม ค่าสัมประสิทธิ์ความขรุขระต้องเลือกตามวัสดุบุช่องทาง (คอนกรีต ดิน หญ้า เกเบี้ยน) และมันเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาล การเจริญเติบโตของสาหร่าย และตะกอน หน้าตัดต้องสม่ำเสมอตลอดความยาวที่เป็นตัวแทน และต้องทราบความลาดชัน เนื่องจากความไม่แน่นอนเหล่านี้ การวัดการไหลตามแมนนิ่งโดยทั่วไปจึงระบุที่ ±5–10% ของอัตรา — ยอมรับได้สำหรับวัตถุประสงค์การดำเนินงานและกฎระเบียบหลายประการ แต่หลวมกว่าการติดตั้งฝายหรือ flume ยังคงเป็นมาตรฐานสำหรับช่องทางขนาดใหญ่ที่องค์ประกอบหลักจะมีราคาแพงเกินไปหรือรบกวนการไหล

วิธีที่เครื่องส่งสัญญาณอัลตราโซนิกวัดหัววัดและแปลงเป็นการไหล

เครื่องส่งสัญญาณระดับอัลตราโซนิกวัดหัววัดโดยการปล่อยพัลส์เสียงความถี่สูง (โดยทั่วไป 30–90 กิโลเฮิรตซ์) จากทรานสดิวเซอร์ที่เล็งไปที่ผิวน้ำ จับเวลาการเดินทางไปกลับของเสียงสะท้อน และลบระยะทางที่วัดได้จากความสูงการติดตั้งที่ทราบเพื่อให้ได้ระดับของเหลว ทรานสดิวเซอร์ติดตั้งที่ระดับความสูงคงที่เหนือจุดอ้างอิงขององค์ประกอบหลัก — สันฝายหรือพื้นของ flume — ดังนั้นการอ่านระยะทางจึงกลายเป็นหัววัดเหนือจุดอ้างอิงนั้น เมื่อทราบหัววัดแล้ว เครื่องส่งสัญญาณจะใช้สมการการระบายน้ำที่เลือกและส่งออกอัตราการไหลทันที ปริมาตรรวม และสัญญาณ 4–20 mA ที่เป็นสัดส่วนกับการไหลสำหรับ PLC หรือ SCADA ของโรงงาน

เนื่องจากทรานสดิวเซอร์ไม่เคยสัมผัสกับของเหลว ระบบจึงไม่มีปัญหาการเปรอะเปื้อน การกัดกร่อน หรือการสูญเสียแรงดันเหมือนอุปกรณ์แบบอินไลน์ และสามารถติดตั้งเหนือร่องน้ำได้โดยไม่ต้องหยุดการไหล สำหรับสัญญาณเอาต์พุต ทรานสดิวเซอร์แบบ เครื่องส่งสัญญาณระดับอัลตราโซนิกแบบสองสาย ส่งสัญญาณ 4–20 mA ไปยังลูปควบคุมที่มีอยู่โดยตรง ในขณะที่ เครื่องวัดระดับอัลตราโซนิกแบบแยกส่วนพร้อมจอแสดงผลระยะไกล จะวางทรานสดิวเซอร์ไว้ที่ร่องน้ำและจอแสดงผลไว้ในห้องควบคุม ซึ่งเป็นการจัดวางทั่วไปสำหรับสถานีวัดการไหลที่ต้องวางอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ไว้ในอาคาร

ความแม่นยำของการแปลงค่าขึ้นอยู่กับสามสิ่ง: องค์ประกอบหลัก (เรขาคณิตที่ทราบค่า) การวัดระดับหัวน้ำ (ความสามารถในการทำซ้ำของอัลตราโซนิก ±0.2–0.5% ของช่วงการวัด) และการติดตั้ง หากองค์ประกอบมีขนาดถูกต้องและทรานสดิวเซอร์อยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้อง ความแม่นยำรวมของระบบที่ ±1–2% ของอัตราการไหลเป็นค่าที่เป็นไปได้

ข้อกำหนดการติดตั้งสำหรับทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิก

ตำแหน่งที่ติดตั้งทรานสดิวเซอร์สำคัญพอๆ กับสิ่งที่วัด จุดวัดระดับหัวน้ำถูกกำหนดโดยมาตรฐานองค์ประกอบหลัก — สำหรับฟลูมแบบพาร์แชลล์ อยู่ที่สองในสามของทางเข้าที่แคบลง สำหรับฝาย อยู่ที่ระยะที่กำหนดต้นน้ำจากสันฝาย ทรานสดิวเซอร์ต้องอยู่เหนือจุดนี้โดยตรงพร้อมเส้นทางเสียงที่ชัดเจนและไม่มีสิ่งกีดขวางไปยังน้ำ

กฎการติดตั้งสามข้อครอบงำการปฏิบัติภาคสนาม ประการแรก วางทรานสดิวเซอร์ให้ห่างจากองค์ประกอบและทางเข้าเพียงพอ เพื่อให้ความปั่นป่วนและคลื่นพื้นผิวไม่รบกวนการอ่านค่าระดับหัวน้ำ ระยะห่างขั้นต่ำที่แนะนำคือหลายเท่าของระดับหัวน้ำสูงสุด และมักใช้บ่อนิ่ง (stilling well) เพื่อลดระลอกคลื่น ประการที่สอง อยู่ห่างจากระยะบอด (blanking distance) ของเครื่องมือ (โซนตายใกล้หน้าทรานสดิวเซอร์) และยืนยันว่าเครื่องส่งสัญญาณชดเชยอุณหภูมิ ซึ่งเปลี่ยนความเร็วเสียง ประการที่สาม หลีกเลี่ยงการเล็งไปที่โฟม โซนที่มีอากาศ หรือน้ำที่แตกตัวและไหลเร็ว ซึ่งทั้งหมดกระจายพัลส์ ในกรณีที่การไหลขรุขระหรือร่องน้ำลึกและแคบ บ่อนิ่งหรือบ่อบายพาสที่เชื่อมต่อกับจุดวัดจะให้การอ่านที่เชื่อถือได้มากที่สุด

อัลตราโซนิกเทียบกับวิธีการวัดการไหลอื่นๆ

การวัดการไหลแบบอัลตราโซนิกโดยใช้ระดับเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีหลายอย่างที่มีให้สำหรับอุตสาหกรรมน้ำ และการเลือกเป็นการแลกเปลี่ยนระหว่างความแม่นยำ ต้นทุน และข้อจำกัดทางกายภาพของไซต์งาน ตารางด้านล่างสรุปตัวเลือกทั่วไปที่สุด

มิเตอร์ดอปเปลอร์และพื้นที่-ความเร็ว

มิเตอร์ดอปเปลอร์วัดการไหลโดยการสะท้อนเสียงจากอนุภาคหรือฟองอากาศที่ลอยอยู่ในของเหลว และคำนวณความเร็วจากดอปเปลอร์ชิฟต์ จากนั้นคูณด้วยพื้นที่หน้าตัดที่เปียก มิเตอร์เหล่านี้จัดการกับตะกอน สารละลายข้น และท่อที่เต็มความจุ ซึ่งไม่สามารถใช้ร่องน้ำวัดหรือรางวัดน้ำได้ และสามารถติดตั้งได้โดยไม่ต้องดัดแปลงช่องทาง ข้อเสียคือความแม่นยำขึ้นอยู่กับสมมติฐานของโปรไฟล์ความเร็ว และเซนเซอร์ต้องการอนุภาคในของเหลว — น้ำสะอาดจะทำให้ไม่สามารถวัดได้ ความแม่นยำทั่วไปคือ ±2–5% ของอัตรา

มิเตอร์วัดการไหลแบบแม่เหล็กไฟฟ้า

มิเตอร์แม่เหล็กไฟฟ้าวัดแรงดันไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำเมื่อของเหลวนำไฟฟ้าเคลื่อนที่ผ่านสนามแม่เหล็ก ให้ความเร็วเฉลี่ยที่แท้จริง และเป็นหนึ่งในเครื่องมือวัดการไหลที่แม่นยำที่สุดที่มีอยู่ที่ ±0.5–1% ของอัตรา แต่เป็นอุปกรณ์แบบอินไลน์ที่ต้องติดตั้งในท่อเต็ม: ท่อต้องเต็มและมิเตอร์ต้องแช่อยู่ในของเหลวเสมอ ซึ่งไม่เหมาะกับช่องทางเปิดแบบแรงโน้มถ่วง มิเตอร์เหล่านี้เป็นตัวเลือกธรรมชาติสำหรับท่อจ่ายน้ำจากปั๊มและท่อเต็มอื่นๆ ที่ปิดสนิท แต่มีต้นทุนต่อจุดวัดสูงกว่าสถานีวัดระดับพร้อมอุปกรณ์หลักอย่างมีนัยสำคัญ

ทางเลือกเรดาร์และไฮโดรสแตติก

ในกรณีที่อัลตราโซนิกไม่สามารถใช้งานได้จริง เช่น โฟมหนา การควบแน่น หรือระยะการวัดที่ยาวมาก เรดาร์วัดระดับการไหลสำหรับน้ำเปิด ให้ตรรกะระดับต่อการไหลเดียวกันกับการวัดระดับด้วยไมโครเวฟ เรดาร์สามารถทะลุไอน้ำและโฟมบางชนิดได้ดีกว่าอัลตราโซนิก แต่มีต้นทุนสูงกว่าสำหรับงานที่เทียบเท่า ในกรณีที่พื้นผิวถูกรบกวนมากเกินไปสำหรับการวัดแบบไม่สัมผัสที่เชื่อถือได้ ทรานสมิตเตอร์วัดระดับแรงดันไฮโดรสแตติกแบบจุ่ม สามารถติดตั้งในท่อนิ่งและวัดความดันจากระดับของเหลวได้ แต่ต้องแลกกับเซนเซอร์ที่สัมผัสกับของเหลวซึ่งต้องการการบำรุงรักษามากกว่า การเปรียบเทียบเทคโนโลยีการวัดระดับอย่างครบถ้วนมีอยู่ในคู่มือของเราเกี่ยวกับ การเลือกเซนเซอร์วัดระดับสำหรับน้ำและน้ำเสีย.

ข้อจำกัดและวิธีการจัดการ

การวัดการไหลด้วยอัลตราโซนิกแบบวัดระดับมีความทนทาน แต่มีข้อจำกัดที่ชัดเจนที่วิศวกรควรออกแบบให้รองรับ

โฟม. พัลส์อัลตราโซนิกจะกระจัดกระจายและถูกดูดซับโดยโฟม ทำให้เกิดการสูญเสียสัญญาณสะท้อนหรือค่าที่ผิดพลาด โฟมบางและคงที่มักจะจัดการได้ด้วยท่อนิ่งหรือความถี่ทรานสดิวเซอร์ที่ตัดโฟม แต่โฟมหนาหรือเคลื่อนที่อาจบังคับให้เปลี่ยนไปใช้เรดาร์หรือเทคโนโลยีอื่น

ของแข็งและเศษวัสดุ. ฝายจะกักเก็บน้ำที่ไหลมาจากด้านบนและตกตะกอนกรวดทราย ส่วนฟลูมจะทำความสะอาดตัวเองได้ แต่ก็อาจถูกอุดตันด้วยเศษผ้าขนาดใหญ่ในงานท่อระบายน้ำได้ การตรวจสอบเป็นประจำและการกำจัดตะกอนด้านบนสำหรับฝายควรอยู่ในแผนการบำรุงรักษา

การล้นข้ามฝาย หากฟลูมหรือฝายจมอยู่ใต้น้ำด้านท้ายน้ำ — น้ำจะไหลย้อนกลับข้ามสันฝายหรือผ่านคอฟลูม — สมการการไหลแบบอิสระจะใช้ไม่ได้อีกต่อไปและค่าการไหลที่แสดงจะผิดพลาด การติดตั้งต้องปล่อยให้มีการตกอย่างอิสระ หรือสถานีต้องเปลี่ยนไปใช้การคำนวณการไหลแบบจมน้ำซึ่งต้องมีการวัดระดับที่สอง

ผลกระทบจากน้ำท้าย ระดับน้ำด้านท้ายที่สูงขึ้นเข้าไปในโซนการวัด ท่อระบายที่ได้รับผลกระทบจากน้ำขึ้นน้ำลง หรือสิ่งกีดขวางด้านท้ายน้ำ ล้วนทำให้ความสัมพันธ์ระหว่างระดับน้ำกับการไหลผิดเพี้ยนไป ต้องกำหนดขนาดและตำแหน่งขององค์ประกอบหลักเพื่อให้ทำงานในสภาวะการไหลอิสระตลอดช่วงที่คาดหวังทั้งหมด

ความละเอียดที่ระดับต่ำ เนื่องจากความสัมพันธ์แบบยกกำลัง ช่วงล่างของระดับน้ำคือจุดที่ข้อผิดพลาดเล็กน้อยของระดับทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการไหลมากที่สุด การกำหนดขนาดองค์ประกอบเพื่อให้การไหลปกติอยู่ในช่วงสองในสามบนของช่วงระดับจะช่วยปรับปรุงความแม่นยำได้อย่างมาก

คำถามที่พบบ่อย

การวัดการไหลในรางเปิดด้วยคลื่นอัลตราโซนิกมีความแม่นยำแค่ไหน? ด้วยองค์ประกอบหลักและทรานสดิวเซอร์ที่ติดตั้งอย่างถูกต้อง ความแม่นยำรวมของระบบโดยทั่วไปคือ ±1–2% ของอัตราการไหลสำหรับฝายและฟลูม และ ±5–10% สำหรับการวัดด้วยสมการแมนนิ่งในรางธรรมชาติ การอ่านค่าระดับเองมักจะมีความแม่นยำ ±0.2–0.5% ของช่วงการวัด ความไม่แน่นอนส่วนใหญ่มาจากรูปทรงและการติดตั้งของโครงสร้าง

ความแตกต่างระหว่างฝายและฟลูมคืออะไร? ฝายคือแผ่นที่กั้นน้ำและบังคับให้ไหลข้ามสัน ทำให้เกิดแอ่งน้ำด้านบนและการสูญเสียระดับน้ำ ฟลูมคือการคอดของรางที่เร่งการไหลผ่านคอ โดยมีการกักน้ำด้านบนน้อย ฝายง่ายกว่าและถูกกว่า และเหมาะกับน้ำสะอาดที่มีการไหลต่ำ ส่วนฟลูมสามารถผ่านตะกอนและเศษวัสดุได้ดีกว่า และนิยมใช้ในงานน้ำเสีย

การวัดการไหลด้วยคลื่นอัลตราโซนิกสามารถจัดการกับโฟมและเศษผ้าในน้ำเสียได้หรือไม่? โฟมจะกระจายพัลส์อัลตราโซนิก และเศษผ้าอาจอุดตันสันฝายหรือคอฟลูมได้ โฟมบางเบาสามารถจัดการได้ด้วยท่อนิ่ง แต่การไหลที่มีโฟมหนาหรือมีเศษวัสดุจำนวนมาก ควรใช้ฟลูมแบบพาร์แชลหรือพาล์มเมอร์-โบวลัสที่มีการตรวจสอบเป็นประจำ หรือเปลี่ยนไปใช้เทคโนโลยีเรดาร์หรือพื้นที่-ความเร็ว

ฉันจำเป็นต้องมีท่อนิ่งหรือไม่? ไม่เสมอไป แต่แนะนำให้ใช้ในกรณีที่พื้นผิวมีคลื่น ปั่นป่วน หรือมีอากาศผสม ท่อนิ่งหรือท่อบายพาสที่เชื่อมต่อกับจุดวัดระดับหัวน้ำจะให้พื้นผิวที่สงบและมั่นคงสำหรับทรานสดิวเซอร์ และจำเป็นเกือบทุกครั้งที่อัตราการไหลสูงและช่องทางที่มีความปั่นป่วนรุนแรงที่ทางเข้า

การวัดการไหลระดับด้วยอัลตราโซนิกสามารถแทนที่เครื่องวัดการไหลแบบแม่เหล็กได้หรือไม่? สำหรับช่องทางเปิดและการไหลตามแรงโน้มถ่วง ใช่ — เครื่องวัดแบบแม่เหล็กไม่สามารถทำงานได้เนื่องจากท่อต้องเต็มไปด้วยของเหลว ในกรณีที่เครื่องวัดแบบแม่เหล็กแบบท่อเต็มเหมาะสม จะมีความแม่นยำมากกว่า (±0.5–1% ของอัตรา) แต่ก็มีราคาแพงกว่า การตัดสินใจขึ้นอยู่กับว่าการไหลอยู่ในท่อเต็มหรือช่องทางเปิด

รับคำแนะนำแพ็คเกจการไหลแบบช่องทางเปิดฟรี

การออกแบบสถานีวัดการไหลแบบช่องทางเปิดหมายถึงการจับคู่สามสิ่ง: รูปทรงของช่องทาง (ความกว้าง ระดับความสูงของท้องช่อง และความยาวต้นน้ำที่มีอยู่) ช่วงการไหล (การไหลต่ำสุด ปกติ และสูงสุด รวมถึงการสูญเสียหัวน้ำที่ยอมรับได้) และตัวของเหลวเอง (น้ำสะอาด น้ำฝน หรือน้ำเสียที่มีของแข็ง) หากได้สามสิ่งนี้ถูกต้อง ส่วนที่เหลือ — ประเภทขององค์ประกอบหลัก รุ่นทรานสมิตเตอร์ การออกแบบท่อนิ่ง และสัญญาณเอาต์พุต — จะเข้าที่ วิศวกรของ WELK ทำงานร่วมกับผู้เชี่ยวชาญด้านน้ำและน้ำเสียทุกวัน และสามารถแนะนำแพ็คเกจช่องทางเปิดที่เหมาะสมจากผลิตภัณฑ์มากกว่า 66 รุ่นที่ครอบคลุมเครื่องมือวัดระดับแบบอัลตราโซนิก เรดาร์ และไฮโดรสแตติกสำหรับทุกการใช้งาน ส่งขนาดช่องทางและช่วงการไหลที่คาดหวังของคุณไปยัง WELK เพื่อรับคำแนะนำแพ็คเกจการไหลแบบช่องทางเปิดฟรี รวมถึงการเลือกองค์ประกอบหลัก ข้อมูลจำเพาะของทรานสมิตเตอร์ และคำแนะนำการติดตั้ง — พร้อมการสนับสนุนจากโรงงานโดยตรงตั้งแต่การออกแบบจนถึงการเริ่มใช้งาน