Способ измерения расхода воды в реке Советский патент 1987 года по МПК G01F1/00 

112

Изобретение относится к гидрометрии и может быть использовано для измерения расхода воды средних и больших рек с движущегося судна.

Целью изобретения является умень- шение погрешности измерения и упрощение измерительного процесса.

На фиг. 1 изображен участок реки с произвольной траекторией движущегося по ней судна и векторной диа- граммой скоростей судна и воды в произвольной точке нахождения судна, вид в плане; на фиг. 2 - взаимное расположение в пространстве датчиков обеспечивающих измерение первичных данных, и их вьщачу на вычислитель.

Приняты следующие обозначения: А и Б - начальный и конечньм пункты следования судна; О - произвольная точка нахождения судна на траекто- рии А-Б; V - скорость течения воды в реке; V - скорость движения судна относительно дна реки; Vj - скорость .движения воды относительно судна (равнодействующая векторов V и Vj); - составляющая скорости движения судна, нормальная к равнодействующей V , она же - проекция скорости течения Vf на ось, перпендикулярную направлению равнодействующей VR ; нормашьная составляющая вектора скорости течения воды V к скорости суд на Vc:,

Способ состоит в следующем. С движущегося от берега к берегу судна непрерывно измеряют глубину реки, время движе ния судна, равнодействующую, взятую с обратным знаком, скорости движения судна и течения воды, проекцию скорости движения судна на ось, перпендикулярную направлению равнодействующей, а искомьй расход воды вычисляют по формуле dt,

где Q - расход йоды; Н - глубина реки; Т - время движения судна; - равнодействующая взятой с об- ратным знаком скорости движения судйа относительно дна реки и скорости течения воды в реке;

V,j - составляющая скорости судна, нормальная к направлению равнодействующей;

К - козффициент перехода от расхода, измеренного по поверх

5

Q

с

5

12

ностной скорости, к истинному расходу.

Способ, в частности, может быть реализован с помощью устройства, в котором на неподвижной выносной штанге 1, закрепленной на носу судна по его диаметральной оси, закреплена свободно вращающаяся вокруг своей оси вертикальная штанга 2, перпендикулярно к которой жестко прикреплена ось 3; на одном конце оси 3 закреплен гидрофлюгер 4, а на другом - гидрометрическая- вертушка 5; на оёи 3 закреплены также приемоизлучающая система 6 эхолота и приемоизлу/чанщая система 7 гидроакустического допле- ровского лага,, которая размещена перпендикулярно к оси 3 и под углом 6 к вертикальной штанге 2, при этом О , Чьгходы гидрометрической вер- тушки, эхолота и лага подсоединены к входу вычислителя 8, информация с которого подается на индикатор 9 и регистратор 10.

Измерение расхода воды производится в следующей последовательности. Перед началом измерений включают ; питание и в вычислителе 8 устанавливают значение коэффициента К,-после чего запускают эхолот и лаг, а также включают вертушку. Судно отходит от берега и, достигнув глубины, обеспечивающей работу эхолота, перемещающегося по произвольной траектории А-Б в сторону противоположного берега. В процессе движения судна ось 3 гидрофлюгера 4 устанавливается/ по направлению равнодействующей V под углом р-у (фиг. 1) к направлению движения судна Vf. Скорость V , измеряемая вертушкой S, скорость rVifc , измеряемая лагом, и глубина Н, измеряемая эхолотом, вводятся в вычислитель 8 непрерывно по мере движения судна от одного берега к другому. Вычислитель реализует расчетную формулу, при этом производится индикация текущего значения расхода воды на индикаторе 9 и регистрация на устройстве (например, на самописце) 10.

Формула изобретения

Способ измерения расхода воды в реке с судна, Движущегося от берега к берегу по произвольной траектории, включающий непрерывное измерение глубины реки, времени движения судна.

3, 128353

равнодействукщей скорости течения воды и взятой с обратным знаком скорости движения судна относительно дна, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погрешности изме- - рения и упрощения измерительного процесса, измеряют проекцию скорости движения судна относительно дна на ось, перпендикулярную указанной равнодейст- вукмцей, а расход воды одределяют по fO формуле

V«V«,H dt

где Q - расход воды;

н - т С

тг

глубина реки;

время измерения расхода воды; равнодействующая скорости течения воды и взятой с обратным знаком скорости движения судна относительно дна реки; проекция скорости движения судна относительно дна реки на ось, перпендикулярную указанной равнодействующей; коэффициент перехода от расхода, измеренного по поверхностной скорости течения воды, к истинному расходу.

Изобретение относится к гидрометрии и позволяет уменьшить погрешность измерения и упростить измерительный процесс. В процессе движения судна по произвольной траектории от бе рега к берегу производится непрерывное измерение глубины реки с помощью эхолота 6, времени движения судна и равнодействующей, взятой с обратньм знаком скорости движения судна и скорости течения воды в реке . Дополнительно измеряют проекцию скорости движения судна относительно дна на ось, перпендикулярную вышеуказанной равнодействующей, для чего на носу судна установлена неподвижная выносная штанга 1 с вертикальной штангой 2. На противоположных концах оси 3 штанги закреплены гидрофлюгер 4 и гидрометрическая вертушка 5, подсоединенная так же как и приемо- излучающие системы эхолота 6 и гидроакустического доплеровского лага 7 к вычислителю 8, информация с которого поступает на индикатор 9 и регистратор 10. 2 ил. (П U.f -k

Составитель Л.Черепанова Редактор Н.Слободянйк Техред М.Ходанич Корректор М.Пожо

Заказ 7423/36 Тираж 690Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,. 4