CLIQUE AQUI PARA BAIXAR ESTE ESTUDO DE CASO
A medição de vazão ADCP (Acoustic Doppler Velocity Profiler) é atualmente um dos equipamentos de medição de velocidade e vazão de rios mais avançados do mundo. Ele utiliza o princípio do efeito Doppler para medir a velocidade do fluxo e auxilia os departamentos hidrológicos a obter informações sobre a velocidade e a vazão do rio online e em tempo real. Com o ADCP, o departamento pode compreender o status operacional e as mudanças nas leis dos rios, fornecer dados confiáveis para a tomada de decisões sobre prevenção e controle de enchentes, a fim de minimizar ou evitar vítimas e perdas materiais causadas por desastres de enchentes e garantir a segurança da vida e dos bens das pessoas.
Histórico do projeto
A Estação Hidrológica de Luokou, localizada na margem sul do Aterro do Rio Amarelo, na cidade de Luokou, cidade de Jinan, província de Shandong, monitora e reporta os regimes hídricos para o Departamento de Defesa Nacional e o Departamento de Defesa do Rio Amarelo durante todo o ano, fornecendo informações hidrológicas precisas para o controle de enchentes e alívio da seca, programação hídrica, construção de engenharia e desenvolvimento econômico local no curso inferior do Rio Amarelo em Shandong. Devido à chegada da estação das cheias, afetada pela regulação da água e sedimentos e pela erosão do curso superior do Rio Amarelo, a água do rio na seção leste do Rio Amarelo apresenta grande concentração de sedimentos, e a vazão e a vazão aumentam, fazendo com que a Estação Hidrológica de Luokou sempre enfrente o problema da medição de vazão em um ambiente com grande concentração de sedimentos.
Análise de Pontos de Dor
Em ambientes com grande concentração de sedimentos, o medidor de corrente e o ADCP utilizados na estação hidrológica de Luokou não podem ser testados normalmente. O teste do medidor de vazão leva muito tempo, cerca de 1 hora, e o método de teste é relativamente complexo, com altos requisitos para a seção de teste. Além disso, o medidor de corrente exige muita mão de obra, exigindo que os operadores conduzam o barco de teste para os testes, e existem certos perigos ocultos para a segurança pessoal. No entanto, quando o ADCP enfrenta uma grande concentração de sedimentos, o sinal acústico transmitido será rapidamente absorvido e ecos efetivos não poderão ser obtidos, resultando na incapacidade de medir as informações de rastreamento do fundo, dificultando a obtenção de dados de vazão e vazão.
Programa de Implementação
Devido às condições adversas de alta concentração de sedimentos no Rio Amarelo, o ADCP não possui informações de rastreamento de fundo e não pode ser testado separadamente. Por isso, a Hi-Target forneceu a solução do ADCP iFlow RP600 equipado com ecobatímetro de dupla frequência HD-MAX DF e RTK dividido de alta precisão K20.
No esquema, o ecobatímetro de dupla frequência HD-MAX DF é usado para medir as informações de profundidade da água, complementando os parâmetros de profundidade da água nas informações de rastreamento de fundo do ADCP, e o RTK dividido de alta precisão K20 é usado para medir a velocidade, complementando a velocidade relativa do solo do equipamento nas informações de rastreamento de fundo do ADCP. Os dados de medição de cada dispositivo são enviados para o software de medição de vazão iFlow em tempo real por meio do software correspondente do ecobatímetro de dupla frequência HD-MAX DF e do RTK dividido de alta precisão K20, e integrados às informações de velocidade relativa do fluxo medidas pelo ADCP iFlow RP600, de modo a calcular o fluxo e concluir esta tarefa de medição de vazão ADCP.
Fluxo de trabalho
1. Instalação de equipamentos
Para reduzir o erro de medição causado pela distância entre cada dispositivo durante a medição conjunta, o iFlow RP600 ADCP é instalado na parte frontal direita do navio de pesquisa de aço em uma instalação lateral, o ecobatímetro de dupla frequência HD-MAX DF é instalado na frente do iFlow RP600 ADCP para estreitar a distância entre o ecobatímetro de dupla frequência HD-MAX DF e o iFlow RP600 ADCP, e as duas antenas direcionais de posicionamento do RTK dividido de alta precisão K20 são instaladas diretamente acima do suporte fixo do iFlow RP600 ADCP. Enquanto isso, para melhorar a precisão e a qualidade da medição conjunta, os testadores Hi-Target fizeram uma correção de desvio de -4° entre a linha de base da antena do RTK dividido de alta precisão K20 e o ângulo de instalação de direção do iFlow RP600 ADCP.
2. Coleta de dados
Nesta medição de vazão, o iFlow RP600 ADCP realizou 2 rodadas de medição (um total de 4 meias rodadas de medição). O horário de início e os arquivos de dados registrados de cada teste são mostrados na tabela à direita.
3. Análise de dados
Com base no software de medição de vazão iFlow, diversas informações, como o perfil geral de velocidade do fluxo da seção de teste da seção Luokou, podem ser obtidas.
Com base no software de medição de vazão iFlow, é possível obter os valores de vazão, velocidade, área, largura do rio e outros parâmetros obtidos a partir da medição atual da seção transversal e da análise estatística e cálculo dos dados.
Com base no software de medição de vazão iFlow, é possível obter um diagrama esquemático da curva da vazão medida de toda a seção em função do tempo de medição, obtendo assim claramente a tendência da variação da vazão ao longo do tempo.
Com base no software de medição de fluxo iFlow, é possível obter a velocidade do fluxo e a intensidade do eco medidas pelo iFlow RP600 ADCP correspondentes aos 4 feixes em cada momento de medição.
Com base no software de medição de vazão iFlow, as informações GNSS correspondentes a cada tempo de rajada podem ser obtidas.
Com base no software de medição de vazão iFlow, é possível obter a linha de trajetória atual do recipiente de medição de aço e o vetor de velocidade de vazão correspondente.
Com base no software de medição de vazão iFlow, a tabela de resultados de vazão pode ser gerada automaticamente, e as informações de configuração da medição atual, resultados de medição de parâmetros de vazão e resultados médios de medição podem ser registrados automaticamente.
Resultado
O desvio relativo máximo das 4 meias voltas de medição do iFlow RP600 ADCP é de 2,12%, e o autodesvio (desvio padrão) dos parâmetros de velocidade média do fluxo da seção transversal, direção do fluxo, largura do rio e área da seção transversal estão todos entre 0,6% e 2,7%, atendendo aos requisitos de precisão das especificações de medição e alcançando alta precisão de teste. Entre eles, o desvio relativo entre a vazão média medida pelo iFlow RP600 ADCP e a vazão na Estação Hidrológica de Luokou divulgada pela previsão oficial do dia é de 1,01%. Pode-se concluir que os dados medidos pelo iFlow RP600 ADCP sob a condição de concentração de sedimentos relativamente grande têm alta precisão e exatidão, e este teste conjunto foi um sucesso completo.
Resumo do Projeto
O teste conjunto conduzido pela estação hidrológica de Luokou e pela Hi-Target mostra que o uso conjunto do Hi-Target iFlow RP600 ADCP, do sonar de dupla frequência HD-MAX DF e do RTK dividido de alta precisão K20 pode superar a influência das condições adversas de grande teor de areia e concluir a tarefa de medição do ADCP, o que fornece mais meios e métodos para medir o fluxo no ambiente do Rio Amarelo com grande teor de areia.
O questionário também demonstrou o excelente desempenho do iFlow RP600 ADCP em termos de expansão periférica, instalação e comissionamento, software de suporte e resultados de medição de vazão.
Em termos de expansão periférica, o iFlow RP600 ADCP pode ser usado para cálculo de fluxo ADCP inserindo outros parâmetros periféricos de forma razoável, de acordo com a demanda, e o dispositivo tem boa compatibilidade periférica.
Para instalação e comissionamento, o processo de instalação e comissionamento do ADCP tipo iFlow RP600 é prático e rápido, e a conexão com o ecobatímetro de dupla frequência HD-MAX DF e o RTK dividido de alta precisão K20 é confiável e pode ser usada em ambientes com grandes concentrações de areia.
Quanto ao software de suporte, o software de medição de vazão iFlow pode apresentar uma grande quantidade de informações de medição durante o processo de teste e o processo de análise de dados após a conclusão da medição, além de proporcionar uma boa experiência ao usuário.
Para os resultados da medição de fluxo, o autodesvio (desvio padrão) dos dados, como fluxo, velocidade do fluxo, velocidade do fundo e área da seção transversal medidos pelo iFlow RP600 ADCP está dentro de 2,7%, e a precisão da medição atende aos requisitos da especificação de inspeção de fluxo do ADCP.