巴歇尔槽配明渠流量计自动监测系统由巴歇尔槽、数采仪、阿里云软件组成,主要设备包括:巴歇尔槽、数采仪(由明渠流量计、电缆线、数据线、控制箱、信号发射装置、天线)、数据接收装置、阿里云数据储存系统、电脑(用户通过(网址、IP地址)调看数据),其中巴歇尔槽由上游收缩段、短直喉道和下游扩散段 3部分组成,分大型、标准型和小型,大型有 8种、标准型 12种、小型 5种,根据排水流量选择合适的型号。
明渠流量计安装于巴歇尔槽上游收缩段,巴歇尔槽把流量转成液位,通过测量明渠流量计下方巴歇尔槽收缩段内水流的液位,再根据相应巴歇尔槽的水位与流量的关系,通过计算公式转换为排水流量。巴歇尔槽测量原理见图 2,流量计算公式如下:
式中:Q—流量,L/s;C和n—常数(通过巴歇尔槽的选项,查询对应的系数);Ha—水深液位,m。
根据现场实践该流量计优缺点如下:
(1)优点。①结构简单、工作可靠,使用寿命长;②采用不锈钢或玻璃钢两种材质可适应不同介质的需要;③巴歇尔槽形成平稳雍水面,其测量的水位精度高;④记录1次数据的间隔时间可设置任意时长,该工程设置的时长为1min采集1次数据,更进一步提高量测数据的精度;⑤采用阿里云系统存储数据,安全可靠,可以登录网址随时随地查看数据;⑥后期维修成本低,自投入使用1+a以来,尚未进行任何维修,现场一直连续采集数据且满足施工需求。
(2)缺点。①巴歇尔槽施工较为复杂,附属设备多,安装费用相对较高;②为保证设施的正常运行,确保其测量精度,需对槽体进行定期除锈、清淤、设备检查等日常巡查,特别在泥沙含量较多的渠道中,清淤较为频繁;③巴歇尔槽的中心线要与沟渠的中心线重合,使水流进入槽内不出现偏流,现场安装精度要求较高;④巴歇尔槽上游应有大于10倍槽宽的平直段,使水流平稳进入巴歇尔槽,现场占地面积较大;⑤数据在量测和传输过程中易受磁场干扰,需安装在电磁干扰较小的地方。