ar-net.ru 4.3.2.1 Однолучевая схема включает только одну пару преобразователей, формирующую один акустический луч, в пределах которого определяют среднюю скорость одного участка (слоя) живого сечения потока (например луч АА
на рисунке 1).
на рисунке 1).  | |
| 547 × 250 пикс. Открыть в новом окне | |
Рисунок 1 - Схема расположения преобразователей с пересекающимися лучами
Такую схему измерения применяют, только когда известна зависимость, связывающая скорость, измеряемую в месте расположения акустического луча, со средней скоростью потока по всей площади его живого сечения (расходное соотношение).
4.3.2.2 При сезонных изменениях расходного соотношения в течение длительного промежутка времени необходимо предусмотреть возможность перемещения пары ультразвуковых преобразователей в вертикальной плоскости, что позволит получать, по аналогии с использованием гидрометрических вертушек, профиль вертикальных скоростей, а также устанавливать преобразователи в те места, где измеренная скорость наиболее близка к средней скорости всего потока.
4.3.2.3 Сезонные перемещения преобразователей на другие горизонтали живого сечения возможны при следующем требовании: изменение уровня воды в месте измерений в течение одного сезона должно быть незначительным или медленным, чтобы можно было вовремя изменить высоту расположения преобразователей.
4.3.2.4 Недостатком однолучевой схемы является относительно высокая погрешность измерения и ее невысокая надежность, т.к. в случае отказа одного из преобразователей схема перестает работать.
4.3.3 Многолучевые схемы
4.3.3.1 Многолучевые схемы (с двумя и большим количеством акустических лучей) применяют при частых и значительных изменениях уровня и расхода воды, в том числе и при возникновении подпора со стороны нижнего бьефа, влияющего на расходное соотношение, для получения более точной средней скорости потока по всему его сечению по сравнению с однолучевыми схемами.
4.3.3.2 Требуемое количество акустических лучей при разработке измерительной системы задают, исходя из заданной точности, надежности, стоимости, а также размеров и конфигурации участка измерения.
Измерительная система должна обеспечить определение с заданной точностью профиля скоростей и площади живого сечения потока на участке измерения во всем диапазоне уровней и расходов.
4.3.3.3 Для обеспечения безотказной работы предусматривают дополнительное количество "избыточных" акустических лучей, чтобы пропадание одного или нескольких лучей из-за отказов или повреждений преобразователей заметно не снижало общую точность измерений.
4.3.3.4 Многолучевые схемы применяют также при сложной геометрической форме поперечного сечения реки или канала.
4.3.4 Схемы с пересекающимися лучами
4.3.4.1 Схемы с пересекающимися лучами применяют, когда невозможно определить с требуемой точностью угол 
(4.1.4).
(4.1.4). 4.3.4.2 Ошибки в определении угла возникают, когда ось потока непараллельна оси канала (или его берегам), например, из-за несимметричной формы сечения русла или косого подхода потока к участку измерения. Для оценки погрешности, возникающей при вычислении расхода в этом случае, следует пользоваться данными таблицы А.1.
возникают, когда ось потока непараллельна оси канала (или его берегам), например, из-за несимметричной формы сечения русла или косого подхода потока к участку измерения. Для оценки погрешности, возникающей при вычислении расхода в этом случае, следует пользоваться данными таблицы А.1. 4.3.4.3 Для устранения этой погрешности используют схему самокоррекции. Ультразвуковые преобразователи размещают таким образом, чтобы получить одну или несколько пар перекрещивающихся акустических лучей, располагающихся на различных глубинах. Каждая пара лучей в одной плоскости образует симметричный относительно оси русла крест (рисунок 1).
Осреднение двух линейных скоростей в пределах одной пары акустических лучей дает значение, близкое к действительной средней скорости потока на данной глубине. При этом возникающие погрешности в значительной степени компенсируются.
4.3.4.4 При использовании этой схемы следует выполнять следующие технические требования:
- акустические лучи каждой пары должны пересекаться в середине русла, а их преобразователи располагают на противоположных берегах напротив друг друга;
- необходимое количество пар лучей задают с учетом требования повышенной надежности, чтобы сохранить характеристики системы в случае отказов в работе ее отдельных элементов (например, из-за физического повреждения преобразователей).
4.3.4.5 Недостатком приведенной на рисунке 1 схемы измерения является тот факт, что преобразователи расположены на обоих берегах русла, поэтому подходящие к ним кабели должны пересекать его по верху или по дну.
4.3.5 Схемы с отраженными лучами
4.3.5.1 Схема измерения с отраженными лучами позволяет проложить на одном берегу все информационные и питающие кабели ультразвуковой измерительной системы, не пересекая русла. Передающий и приемный преобразователи в этом случае расположены на одном берегу и взаимодействуют через пассивный отражатель, находящийся на противоположной стороне канала (рисунок 2).
 | |
| 574 × 211 пикс. Открыть в новом окне | |
Рисунок 2 - Схема расположения преобразователей с отражением лучей
4.3.5.2 Эту схему применяют для создания акустических лучей большей длины, если это необходимо, чтобы повысить точность измерения.