泵站流速仪测流精度的研究.docx

1、农业工程学报Vol.13No.4Dec.1997第13卷第4期199?年12R泵站流速仪测流精度的研究收信日期J997-06-01泵站流速仪测流精度的研究收信日期J997-06-01水利部、机械部、江苏省-农村泵站懈试方法与节能尚故研究项目王洋.工程师,副所长，镇江市江苏理工大学排浪机械研究所,212013夕'/（江苏理工大学）（江苏理工大学）7。珅提昊根据理论分析和泵站现场采用流速仪测流的数据，分析了产生误差的原因,阐述了提高液速仪测流精度的措施.关第询系站流速&洌浪媾度StudyontheMeasuringPrecisionofCurrentMeterinPumpStati

2、ontJiangsuUnii'ersUofScvsc?andTechnology«Zftnjutng)AbstractBasedonthedataofon-the-spotmeasuring,thefactorsofcausingerrorwereanalysed*andthemethodtoimprovemeasuringprecisionofcurrentmeterwasprovided-KeywordsPumpstationCurrentmeterMeasuringprecision1引言泵站现场测流对泵站节能改造提供准确的依据是非常重要的。由于泵站现场的水泵是已安装定

3、位的，其现场的条件各异，影响测试的因素很多,它不同于实验室测试，既要考虑测试的科学性，又要考虑测试的简易和实用性.还要保证测最精度的可靠性。因此，从泵站现场的实际状况出发，对泵站测流采用流速仪进行测扯具有广泛的推广应用价值,可提高泵站节能改造的效果。本文以泵站现场采用流速仪测量流量的实例分析研究其测流精度。2测流误差的理论分析泵站流速仪是将旋浆式流速仪固定在某一几何形状的测流断面上或预定的测点上，溜最流经该点的时间流速，然后通过其流速和过流断面面积确定所测流量。流速仪测流时的流量一般表达式为。=杼=它EII式中叽第部分平均流速，九第，部分面积C部分面积是矩形或梯形断面，则=-寸5Qn=匕专匕匕

4、-也3二虫h、会中Q).矩形断面流量；a过水断面宽度3X过水断面水深，Or.梯形断面流量；环一梯形下底宽度；Bl梯形上底宽度。分别对Q”和Or.两式取对数并微分整理得(1)(1)dQn_d®_d(/_+K),da.dA,Qj.=<?r.一匕一】4-V,B、十h应当指出：由上式知，梯形断面和矩形断面微分表达的形式一样，但&的含义不同,前者是平均宽度，后者是宽度,故计算方式亦有所不同。又(1)式可改写为dr,.土亚；土亚=d(K_i+V,-i=K=V一耳V.蚣_也_史迪些Q._Q,_+B,+九当流速仪在»点测流时,其最大相对误差为或=包+机,+处(3)流速仪的测速

5、公式为=*+c式中k.c常数；N旋浆转数；T时间.因与法比较，是微小:&可以忽略不计，同理对测速公式取对数并微分得亚_瓯_空F=T¥流速仪在点测速时的最大相对系统误差为化=也+也=1罕1，+I亨I,由于测量部分宽度&和水深a,通常采用钢卷尺和钢板尺测量，其示值允许误差分别为士0.6mm和0.5mm,故x.JB.0.6x.Ah,.0.5总=!矛=云=I=T这样就得到在：点测流时的最大相对系统误差禹.=公.+上+臂+生5因此，流速仪在整个断面的测流相对误差为山=N詈=蚓儿(。1110总误3现场测流精度的分析圉I住家电灌站成谗仪测浪过水断而图1是宜兴县钱家电灌站测流过水断面

6、(水深305mm).表1是流速仪浏试结因为流速仪的测流公式为Q=£；。,各。是独立的测量值，其总的随机误差为1-1式中Q.Q",Q部分流员；相对应的标准方差;差为(5=必屏+决79*1钱家电混站现场测试结果洌试时间流速/msJ旋浆转敏部分面积部分流量流量平均流量测量位置线速边'岸流速部分流速/m2/msL/m3/m，L001.831.993660.0610.121I2.1S2.174300.1080.23510»2512.192.214380.1080.2390.721512.23416IV01.902.073800.0610.126001.801.963

7、600.0610.120I2.122.154240.1080.2331035I2.182.194360.1080.2370.71360.71512.2044。W01.862.043720.0610.124001.801.963600.060.120.12.122.134240.1080.23110«45I2.142.174280.1080.2310.70912.19438W01.862.033720.0610.124注，在中边拳氛遍为#近醵以RI得的使建.部分it速为相怖点的牛均值.王洋:泵站流速仪测流精度的研究由流速仪的检定公式和流速仪使用要求，取k=0.242,C=0.0075。

8、当i=0.242时，对应的测流时间为48.4s°由于流速仪计数器记数周期为0.2s,则流速仪的时间系统误差为缶=6T/T=0.2/48.4=0.41%又因流速仪自身显示计数原因，&=*.则在10：25时刻的测试误差：4,°-1=如一+知-，+4+<5.0-,=顽+硒+顽+顽=1.2%由d.o-j计算知N未按表1所列数值计算，因为流速仪测流是采用部分平均速度计算流量的.故以部分平均速度对应的转速N计算其系统相对误差。同理力j_i=L01%命_.=1.0%,=1.12%则系统误差为<5.=1.07%同理其随机误差为0Q=Vo-j4-cr2!4-<6-1

9、+<ri-w=0.004取置信度为0.95,则最大极限误差为J=2。""=0.0046最大相对随机误差为冬=言=064%所以总误差为d=+以=1.25%表2是采用流速仪对8台泵现场测试精度的统计。由表2可以看出，采用流速仪测流总误差在3.82%6.1%之间。其误差范围大，原因是流速仪测流时的水头波动大,水深测鼠误差大和测流时间长所致。而这种误差是由于流速仪测流方法本身所引起的。因此，对影响现场测试精度的主要因素加以控制，可有效地减小误差控制主要误差因素的现场测流精度的统计见表3。与表2相比，其误差远小于表2且其测量精度完全符合ISO2548C级流量误差2.8%的要求。

10、«2采用流速仪对8台泵现场测试精度的统计站名流量单项误差/%流量最大波动/%流变化界限/%系统误差随机误差合成值毕家站1-0.935.95.97二68.4华家站2。1.05.15.19土2.74.9华家站3°2.13.23.82±1.73.S华严站1B1.734.14.5士47.1华跋北站1.654.14.4±0.8U1虞桥站1.625.96.1土6.111.4现咀站1*1.544.3±1.52.9大殿站1-1.S4.14.36*4.98.2妻3控制主要谡差因素的现场测流精度统计站名流St单项误差%流量最大源量系统误差随机误裴合成值液动变化界限观咀站2。1.41.301.9±12.1新学站L】.541.302.07士23.4华桥站2.351.502.79±0.51钱家站1.070.6(1.79=0.91.75测流精度主要是由测流时的水头波动、测流时间长和水深泌量视差导致随机误差过大所造成。这种误差可以通过适当的方法加以控制，即选择合理的测流断面，保证测流时的几何断面尺