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水位测量技术在测井中的应用

时间:2023-06-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:为易于固定,一般用于测井水位测量。

水位测量技术在测井中的应用

(一)测量位置

通过测量水位或水位差确定装置扬程或泵站扬程时,应正确选择测量断面。计算装置扬程所用的进、出水池水位是进水管和出水管口附近的水位。在机组台数较多的泵站中,各台水泵进、出水管口附近的水位是不同的,严格来说应分别测定,但那样比较麻烦。因此,只有在大型泵站或进水池较宽,且水流不对称,两侧水位高差较大时,才需在水池的两侧设置水位测量装置,分别计算装置扬程或用平均水位来计算平均装置扬程。计算泵站扬程的引渠水位或出水干渠水位的测量位置,不能离水池的进、出口太近,要尽量避免水流衔接处水位急剧下降或拥高和波动的影响。但离进、出水池太远,也会因水面坡降而使所测的水位差受到影响,不能反映泵站的真正扬程。若被测水位处的水面不稳定,则应设置测井。测井面积约为0.1m2,测井与水池之间设连通管,连通管与测量断面连接处应垂直于池壁,其截面积应不小于测井面积的10%。

(二)测量方法和设备

测量水位的方法和设备种类很多,在此介绍几种排灌泵站的常用方法。

1.水位尺

在测量水位处,应靠近渠道或水池的边壁,垂直安装标尺,并通过水准测量确定标尺零点高程。水面涨落可直接从标尺上读出数据,这种方法简单经济,但易受水位波动的影响,测量误差较大,而且管理也不太方便。

2.测针和钩形水位计

测针和钩形水位计均可用于测量稳定的水位。为易于固定,一般用于测井水位测量。

3.水柱差压计

当直接观测进、出水池的水位有困难时,可以借助于参比水位筒或直接利用压缩空气测量水位的水柱压差计。

(1)参比水位筒的水柱压差计装置。利用水柱差压计测量压差,通过参比水位换算为进水池或出水池的水位,既准确可靠又简单经济,一般泵站可以自行制作,只要标尺刻度准确,就不必进行校准。参比水位筒直径为250mm,放在被测水位附近,并要求参比水位不变。观测前应向筒内充水,直至溢流。若所测水位高于水位计的顶端,则可用压缩空气使测压管上部的水面下降到标尺刻度范围内(图3-1a)。若所测水位低于水位计的底部,则可在测压管上部用抽真空的方法使测压管下部水面上升到标尺刻度范围内(图3-1b)。

图3-1 用参比水位筒测量水位的水柱差压计装置示意图

1—被测水位;2—水柱差压计;3—参比水位筒

压差计上的导压管应朝着表计方向向上倾斜,中间不应凸起。若因条件所限,导压管不得不做局部凸起布置时,则应在凸起的顶点安装排气阀门。导压管可以用透明塑料管,以便检查导压管内是否存在气泡。在仪表接头或管道的连接处不得有漏气现象。(www.xing528.com)

用压缩空气或抽真空的方法将差压计的水柱压下或吸上到便于观测的位置,读出压差水柱高度h,用参比水位筒的水位加上或减去水柱差压值h即得被测水位高程。差压计可安装在泵房内,用导压管将其与被测水位和参比水位连接。这样既可改善管理人员的工作条件,又能提高测量的精确度。若水位变幅超过2m,则可在水位变化范围内设置两个或两个以上不同高程的参比水位筒,分别配备相应数量的差压计或通过联管盒和阀门将测压管连接到一个差压计上,当出现低水位时,差压计的一侧接通低参比水位筒,这样则可避免差压过大而观测不便。

图3-2 用压缩空气法测量水位的水柱差压计装置示意图

(2)压缩空气水柱差压计测量装置。图3-2所示的压缩空气水柱差压计可测量低处水位,它适合于井水位的测量。将一根通气管垂直插入被测水位以下,根据管长可以测出管口高程。当向管内输入压缩空气时,管内的水面被压低,且随着空气压力的逐渐增大而逐渐下降,当水面下降到管口处,压缩空气便从水中逸出,管内的空气压力就不再继续上升。此时在U形水柱差压计测出的压差h即为插入水中的管口淹没深度h。将管口高程加上差压水柱高度h即为自由水面的高程。为了提高测量的精确度,可以采用缩小管口直径以减小管内水面波动。如果水位变幅较大,可以用气压表代替U形差压计。

4.浮子水位尺

在一个直径为200mm的浮子上固定一根连杆。连杆的上部附有标尺,通过已知高程的指针读出连杆上的标尺读数,即可推算出水池的水位。这种装置一般用来测量测井的水位,适用于水位变化小的场合。

5.浮子水位指示器

在设测井的地方可以采用浮子水位指示器测量测井中的水位,这种水位指示分为远传和现场记录两类。在直接读数时,其灵敏度在5mm范围内。

6.浮子式液位计

漂浮于液面上的浮子,随着液位的升降而产生垂直的位移,通过电子仪表,将位移转换成电信号进行远传和显示,或通过机械传动(如钢丝绳或刚性连杆)将位移转换放大,即可测得液位的高低。

7.电测法测量水位的装置

用导压管分别将进、出水池水位引进泵房。在引进处单独连接压力传感器或差压传感器,将水位或压差转换为电信号传送到控制室。这样就可以进行巡回检测或自动记录。

8.数字水位计

这是利用静水力学原理测量水位的一种力式数字水位计。它可用于泵站进、出水池或井下水位监测。除直接显示外,有的还有打印输出设备,能自动记录及自动化数据处理

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