一種測法，特別是一種基于體積法的泵站流量測法。

背景技術：

江蘇南部、上海及其他環(huán)太湖地區(qū)分布大量的提水灌區(qū)，低壓管道輸水技術被普遍采用。由于地勢較為平緩，泵站多采用軸流泵或混流泵，水流加壓進入出水池，通過與之連接的低壓管道輸送到田間，使得傳統(tǒng)的渠道流速測量儀無法使用。

由于軸流泵進出水管道順直段較短，難以滿足超聲波及電磁流量計的安裝和測流要求。對于已經(jīng)建成的泵站，需要重新安裝管道測流設備才能進行測定，不僅費時費力，測量成本高，且會對泵站及輸水管網(wǎng)的安全運行產(chǎn)生不利影響。現(xiàn)有技術還未解決這樣的問題。

技術實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種適用于出水池和管道的泵站流量測算方法，由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和計算方法組成，能高效、準確地測算泵站不同凈揚程或出水位的出水流量。

為了實現(xiàn)上述目標，本發(fā)明采用如下的技術方案：

一種基于體積法的泵站流量測法，包括如下步驟：

步驟一：將水位計置于出水池底部，并打開水泵；

步驟二：利用水位計，采集出水池水位的數(shù)據(jù)保存于電腦中，數(shù)據(jù)的讀取周期為1/8秒；

步驟三：以時間為橫坐標，水位為縱坐標，繪制水位變化曲線圖；

步驟四：在上述水位變化曲線圖上選取任一水深做一水平線；

若水平線與水位變化曲線圖有兩個交點，分別位于進水及退水曲線上，對該兩點前后各1/2秒時間內(nèi)做微分運算；

計算公式：k₁＝(h₁-h₁′)/(t₁-t₁′)，

式中k1為第一個交點的斜率，h₁、t₁分別對應第一個交點前1/2秒的水位、時間，h₁′和t₁′分別對應第一個交點后1/2秒的水位、時間，分別得出兩個交點的斜率k₁和k₂，乘以出水池面積后分別得出出水池水位上升形成的Q₁和由出水池排出的流量Q₂，則可得出泵站抽取的總水量Q＝Q₁+Q₂。

若在上述水位變化曲線圖上選取的水深為最大值時，則考慮水泵關機水位開始下降前的最后一個水位點；對退水曲線進行拋物線擬合，計算該點的斜率q，即可得到泵站在該水位下的流量Q＝Aq，A為過水斷面面積，或者在該點向后取1秒，做積分運算；

計算公式：k₁＝(h₁-h₁′)/(t₁-t₁′)，

得出Δh₂/Δt₂，并算出Q₂，則此時Q＝Q₂。

前述的一種基于體積法的泵站流量測法，步驟二的數(shù)據(jù)采集頻率為8Hz。

前述的一種基于體積法的泵站流量測法，通過重復步驟一到步驟四測定2～3次開機和關機過程得出的數(shù)值的平均值為最終數(shù)值，后續(xù)開機時間在前次水位降低到出水管頂部之前。

本發(fā)明的有益之處在于：本方法依據(jù)體積法和水位-流量關系，快速測定泵站開機、關機時出水池的水位隨時間變化數(shù)據(jù)，并儲存于電子設備。再根據(jù)水力學理論和數(shù)學計算，得出不同水位時，出水池的出水流量，即為泵站的流量。數(shù)據(jù)收集設備為便攜式，簡單輕便，適合野外操作；連接普通便攜式電腦或平板電腦后即能記錄數(shù)據(jù)，整個測定過程時間短，不受外界條件干擾；測試原理明確，后期計算過程簡單易行，結果準確可靠。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在泵站出水池流量測定時的示意圖；

圖2是本發(fā)明一種實施例的水位變化曲線圖；

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作具體的介紹。

一種基于體積法的泵站流量測法，包括如下步驟：

步驟一：如圖一所示將水位計置于出水池底部，并打開水泵；

步驟二：利用水位計，采集出水池水位的數(shù)據(jù)保存于電腦中，數(shù)據(jù)的讀取周期為1/8秒，數(shù)據(jù)采集頻率為8Hz；

步驟三：將電腦中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為EXCEL格式后，通過數(shù)據(jù)濾波，以時間為橫坐標，水位為縱坐標，繪制水位變化曲線圖，如圖2所示；其中左側(cè)上升部分為開機后的進水曲線，右側(cè)為停機后的退水曲線。

步驟四：在上述水位變化曲線圖上選取任一水深做一水平線；

若水平線與水位變化曲線圖有兩個交點，分別位于進水及退水曲線上，對該兩點前后各1/2秒時間內(nèi)做微分運算；

計算公式：k₁＝(h₁-h₁′)/(t₁-t₁′)，

式中k1為第一個交點的斜率，h₁、t₁分別對應第一個交點前1/2秒的水位、時間，h₁′和t₁′分別對應第一個交點后1/2秒的水位、時間，分別得出兩個交點的斜率k₁和k₂，乘以出水池面積后分別得出出水池水位上升形成的Q₁和由出水池排出的流量Q₂，則可得出泵站抽取的總水量Q＝Q₁+Q₂。

若在上述水位變化曲線圖上選取的水深為最大值時，則考慮水泵關機水位開始下降前的最后一個水位點；對退水曲線進行拋物線擬合，計算該點的斜率q，即可得到泵站在該水位下的流量Q＝Aq，A為過水斷面面積，或者在該點向后取 1秒，做積分運算；

計算公式：k₁＝(h₁-h₁′)/(t₁-t₁′)，

得出Δh₂/Δt₂，并算出Q₂，則此時Q＝Q₂。

通過重復步驟一到步驟四測定2～3次開機和關機過程得出的數(shù)值的平均值為最終數(shù)值，后續(xù)開機時間在前次水位降低到出水管頂部之前。

本方法依據(jù)體積法和水位～流量關系，快速測定泵站開機、關機時出水池的水位隨時間變化數(shù)據(jù)，并儲存于電子設備。再根據(jù)水力學理論和數(shù)學計算，得出不同水位時，出水池的出水流量，即為泵站的流量。數(shù)據(jù)收集設備為便攜式，簡單輕便，適合野外操作；連接普通便攜式電腦或平板電腦后即能記錄數(shù)據(jù)，整個測定過程時間短，不受外界條件干擾；測試原理明確，后期計算過程簡單易行，結果準確可靠。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，上述實施例不以任何形式限制本發(fā)明，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術方案，均落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。