ГОСТ Р 51657.5-2002 Водоучет на гидромелиоративных и водохозяйственных системах. Способ измерения расходов воды с использованием ультразвуковых (акустических) измерителей скорости. Общие технические требования

     4 Способ измерения

4.1 Принцип измерения

4.1.1 В основу метода положен принцип измерения разности времени прохождения ультразвуковыми импульсами базового измерительного участка по направлению движения потока и против него. Эту разность при неизменных характеристиках контролируемого потока (температуре, солености, концентрации взвешенных частиц и др.) следует определять средней скоростью движения воды на участке измерения.

4.1.2 Базовый измерительный участок задается в водном потоке между двумя пунктами (точками), в которых располагают соответственно источник и приемник ультразвуковых колебаний. Ультразвуковые колебания распространяются от источника к приемнику в виде "акустического луча".

Проекция вектора скорости потока на направление распространения ультразвукового импульса называется скоростью вдоль акустического луча.

4.1.3 Для достижения максимальной точности в измерении средней скорости потока необходимо, чтобы количество акустических лучей было бы достаточным для полного перекрытия его живого сечения.

4.1.4 Среднюю скорость слоя потока , м/с, вектор которой составляет угол с вектором скорости потока, измеренной вдоль акустического луча , м/с, вычисляют по формуле

.                                                              (1)

4.1.5 Для измерения расхода жидкости в открытом русле необходимо выполнить следующие требования:

а) источник и приемник акустического луча должны располагаться на противоположных берегах русла водотока;

б) угол , указанный в 4.1.4, должен составлять 30°-60° для достижения оптимального соотношения между разрешающей способностью метода, возникающими при этом погрешностями и требуемой мощностью ультразвуковой аппаратуры (таблица А.1).

4.2 Использование ультразвука для определения расхода воды

4.2.1 Общие характеристики

Ультразвуковые измерители позволяют измерять осредненную скорость потока в пределах зоны распространения акустического луча. Поэтому ультразвуковые способы для определения расхода воды следует применять в качестве разновидности метода "скорость-площадь". Технические требования при использовании ультразвуковой аппаратуры для этих целей приведены в 4.4.

4.2.2 Открытые русла

Ультразвуковой способ для определения расходов воды в реках и каналах имеет ряд преимуществ перед другими способами измерения расходов:

а) допускает менее жесткие требования к участку измерения;

б) для градуировки не требует обязательного искусственного задания различных расходов и уровней потока;

в) не требует расположения в движущемся потоке каких-либо механических деталей и устройств, что оставляет свободным русло реки или канала и, следовательно, не мешает судоходству и миграции рыбы;

г) не зависит от подтопления участка измерения из-за искусственных или естественных преград в нижнем бьефе канала или реки.

4.2.3 Измерение расхода воды в пойме

В том случае, когда поток не вмещается в одно русло и имеется существенный расход в обход главного измерительного сечения по обширной пойме, ее следует разделить с помощью небольших строительных работ на ряд проток, в каждой из которых расход измеряют отдельно. Целесообразность разделения поймы устанавливают при проектировании.

4.2.4 Измерение расхода в водоводах замкнутого поперечного сечения

Ультразвуковой способ применяют для измерения расхода в водоводах замкнутого поперечного сечения, включая трубопроводы, работающие в безнапорном режиме, коллекторы дренажной и ливневой воды, независимо от гидравлических условий. При этом не требуется сжатия потока и изменения геометрии водовода.

4.3 Схемы расположения датчиков (преобразователей)

4.3.1 Общие сведения

Методика измерения скоростей зависит:

- от количества используемых преобразователей ультразвуковых колебаний (акустических лучей);