[发明专利]流体网中的泥沙控制

说明书

技术领域

本发明涉及流体流动网中的泥沙厚度的检测以及测量。

背景技术

在PCT/AU2010/001052号国际专利申请(出版为WO2011/020143)文献中，其公开了流量计组件以及流量测量的方法，其全文被并入于此。

传统的流量测量技术中(诸如，电磁流量计)，流量通过已知的管道或明渠的横截面面积乘以通过此已知横截面的平均速度来确定。通常，此处有一个流速传感器，并且所述平均速度使用此传感器确定。流量通过所述的管道或明渠的总横截面面积乘以此平均速度得到。此测量的问题是，使用平均速度乘以总横截面面积可能产生显著的误差。遗憾的是，泥沙在管道或明渠中可能累积，减小所述管道或明渠的横截面面积。相对于干净管道或明渠，由于被泥沙堵塞的管道或明渠中流体流动穿过的面积减小，导致在流量测量计算中假设的面积大于流体流动穿过的真实的横截面面积。通过平均速度乘以假设的管道横截面面积，流量持续的被计算。这将导致确定流量时的显著误差。

使用PCT/AU2010/001052号国际专利申请文献中公开的系统，上述问题减少。此系统设置使用“传播时间”声或者“通过时间”方法的流量计以测量穿过流量计的横截面面积的多个片处的多个速度。此系统提供穿过管道或明渠的在多个水平放置的层的速度的多路径分析。计算流量的方法是首先计算在每个离散水平层的速度。之后，在每个层的速度乘以此层的宽度以及高度以确定穿过此层的流量。之后，穿过每层的流量叠加以确定穿过流量计的横截面的总流量。因此，穿过管道的流量是每个离散流层的总和。此类计算使用多个传感器提供了流量的准确测定。

当泥沙累积时，管道的横截面面积改变。在同样的时间，在此横截面的实际速度曲线改变。由于在泥沙-水界面处的流速为零，因此底部路径速度减小。为了保持通过管道或明渠的流量相同，剩余的路径速度必须略微增加。由于在流量计横截面的已知高度进行多个速度的测量，因此实际速度曲线被用于计算流量。相比先前描述的使用单一速度测量计算流量的传统流量测量技术，所计算的流量的误差将减小。

发明内容

本发明的目的是提供一种检测在流体流动网中泥沙的方法。

本发明的另一目的是在艰苦的条件下提高在流体流动网中流体流动的测量精度。

在一实施例中，本发明提供一种检测在流体流通网的管道或明渠中的泥沙累积的方法，所述管道或明渠有至少一组垂直放置的速度传感器以测量在预定的水平位置处的流速，所述方法包括下述步骤：使用所测量的流速以及每个流层的横截面面积计算流量，并且叠加所述流量以提供在所述至少一组垂直放置的速度传感器处的总流量，监测所述测量的流速并且存储所述流速以检测在选定总流量的情况下在至少最底下的速度传感器的流速的任何持续下降，从而，所述持续下降提供了在所述管道或明渠中泥沙积累的迹象。

本发明还提供了一种测量在流体流动网的管道或明渠中的泥沙累积的方法，所述管道或明渠有设有至少一组垂直放置的速度传感器的系统以测量在预定的水平位置处的流速，所述方法包括下述步骤：监测所述测量流速并且存储所述流速，校准所述系统以提供所述至少一组垂直放置的速度传感器的无泥沙速度曲线以及在预定泥沙厚度处的多个速度曲线使得泥沙厚度与在选定总流量的情况下在至少最底下的速度传感器的流速之间的关系被计算，如所述至少最底下的速度传感器的流速的减小与泥沙的厚度成正比，并且在选定总流量以及所述关系的所述至少最底下的速度传感器的流速的基础上计算泥沙的厚度。

在又一个进一步的实施例中，提供一种测量在流体流动网的管道或明渠中的流体流量的方法，所述管道或明渠有设有至少一组垂直放置的速度传感器的系统以测量在预定的水平位置处的流速，所述方法包括前款的步骤，通过使用所计算的泥沙的厚度减小所计算的最底下的流层的横截面面积，使用所测量的流速以及用于每个流层的横截面面积计算流量，并且叠加所述流量以提供在所述至少一组垂直放置的速度传感器处的总流量。

附图说明

结合附图，从下述详细描述中，本发明的优选实施例的结构以及功能特征将变得更加显而易见，其中

图1是表示当前在管道或明渠中无泥沙时，由管道或明渠的不同高度处的各自速度传感器检测的速度对管道或渠道的深度的图线；

图2是表示与图1中所示的相似的图线，但是其包括示出在管道或明渠中泥沙层效果的附加图；

图3是表示与图1中所示的相似的图线，其示出由本发明的一方面进行的校正，其中对于存在泥沙层的图线已被校正；

图4是在图1以及图3中示出的图线的组合；