不难看出,在流量计的内置软件中必须有一个理论模型,根据断面形状和水流特征找出断面平均流速和我们探头测量流速之间的关系,从而计算当前断面的平均流速。但是实际上,水流的运动形态复杂多变,水力学模型通常只适合用在均匀流上,所以不论是什么流量计,遇到湍流都是无法准确计算流量的,原因就是湍流的断面平均流速无法计算(除非真的能把断面上每个点的流速都测出来并加权平均,这是理论上就做不到的)。
即使同样是层流的运动形态,水流中也仍然会有微小的扰动和漩涡(由于颗粒及淤积的存在,无法形成理想状态的水流),在这种情况下,相对而言,水下超声波(向上发射)确实可以比雷达波(表面流速)更能够准确的计算流量。原因是,水下超声波可以分段测量不同深度上的流速,从而近似的得到相对准确的流速分布,而雷达只能测表面流速,完全无法测量实际的流速分布。这水下超声波可以根据实测结果来修正测量流速和平均流速间的关系,从而得到更加准确的平均流速,而雷达则只能假定当前的流态,使用理论模型来计算平均流速。那么二者在计算流量时的差别就可以一目了然了。
另外,应当特别指出的是,因为超声波多普勒可获得多个深度流速数据,除了以这些流速计算平均流速外,这些不同深度原始流速数据还有另外的处理方式。例如,获得某几个深度流速数据后,不是直接用来计算平均流速,而是通过模型计算更多深度及位置的流速,在流体截面上形成等流速线,然后通过等流速线及类似环形积分区域计算得到平均流速或者直接计算流量。这种原始流速处理方式带来的,是更为广泛的流体形态适应性。计算平均流速时,是用每条等流速线在截面上一点点积分算出来,可想而知,这么做就算是同一截面出现了上层下层流体方向相反也没关系,照样可以积分得出相对准确结果。
因此,总的来说,在超声波和雷达波两种探头都工作正常的情况下,水下超声的方式计算的流量更为准确一些,且具备更广泛的流体状态适用性。但实际上还是要看当时的水流运动形态以及干扰因素,比如温度变化对超声波波速有较大影响,将给结果带来干扰。如果水流运动比较均匀,那么雷达也可以得到很好的结果。实际应用中,雷达波流量计可以通过安装位置的选择,得到尽量标准的流体运动形态,从而提高平均流速计算的准确性。
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