10
4.6.3.2 Определение геометрических размеров русла
Проверку геометрических размеров русла необходимо также проводить регулярно. Необходима высокая точность определения расстояния (не хуже 0,1 %), которая достигается обычной топографической съемкой. Требуемая высокая точность в данном случае обусловлена тем, что длина акустического луча, которая зависит от ширины и длины измерительного участка, является базовой константой в выражении определения скорости.
4.7 Расчет расхода и требования к вычислениям
4.7.1 Вычисление линейной скорости по разности времен
Достоинством способа вычисления скорости воды по разности времен прохождения ультразвуковыми импульсами длины луча соответственно по и против потока является его независимость от скорости звука в стоячей воде. Таким образом, точность результата вычислений связана только с точностью измерения разности времен, которая может быть очень высокой у современных электронных приборов.
4.7.1.1 Системы с прямолинейным лучом
Среднюю скорость потока воды в слое акустического луча параллельно оси русла VL, м/с, с помощью системы с прямолинейным лучом и преобразователями на обоих берегах (рисунок 1) вычисляют по упрощенной формуле
(3)
где L1 - длина акустического луча АА1, м;
φ1 - угол между средним направлением потока и акустическим лучом, ... °;
t1 - время прохождения ультразвукового импульса от преобразователя А к преобразователю А1, с;
t2 - время прохождения импульса от преобразователя А1 к преобразователю А, с.
4.7.1.2 Системы с отраженным лучом
Среднюю скорость потока воды в слое акустического луча параллельно оси русла VL, м/с, в системе с отраженным лучом и преобразователями на одном берегу (рисунок 2) вычисляют по упрощенной формуле
(4)
где L - длина отраженного акустического луча ARB, м;
Ln - проекция отрезка, ограниченного преобразователями, расположенными выше и ниже по течению, на ось (линию) среднего направления потока, м;
t3 - время прохождения импульса от преобразователя А, расположенного выше по течению через отражатель R на противоположном берегу до преобразователя В, расположенного ниже по течению, с;
t4 - время перемещения импульса в обратном направлении, с.
4.7.1.3 Вычисление расхода в однолучевых системах
В системах, где скорость определяется с помощью одного луча, необходимо найти соотношение между измеренной скоростью и средней скоростью в сечении (как указано в 4.3.2.2).
По найденной зависимости и при ее постоянстве расход воды Q, м3/с, вычисляют по формуле
Q = CvVA, (5)
где V - скорость, найденная однолучевым измерением, м/с;
А - площадь поперечного сечения, м2;
Cv - эмпирически определенный коэффициент (скоростной коэффициент).