Нээлттэй сувгийн урсгал хэмжигч: Даралтгүй шингэний алдарт "хэмжилтийн удирдлагууд"

Хаалттай хоолойн системүүд (ус хангамжийн шугам эсвэл үйлдвэрлэлийн шугам хоолой гэх мэт) ихэвчлэн анхаарлын төвд байдаг урсгалын хэмжилтийн ертөнцөд нээлттэй сувгийн урсгал хэмжигч нь даралтгүй шингэний зайлшгүй "зах зээл" болж чимээгүйхэн гарч ирдэг. Даралтын зөрүү эсвэл механик хөдөлгөөнд тулгуурладаг хаалттай хоолойнхоо аналогиос ялгаатай нь эдгээр төхөөрөмжүүд нь шингэн нь таталцлын нөлөөгөөр чөлөөтэй урсдаг гол мөрөн, ус зайлуулах суваг, бохир усны суваг, усжуулалтын суваг гэх мэт хаалтгүй замуудын өвөрмөц бэрхшээлийг шийдвэрлэх зорилгоор бүтээгдсэн. Нээлттэй сувгийн урсгал хэмжигч нь усны нөөцийн менежмент, байгаль орчныг хамгаалах, үйлдвэрлэлийн үр ашгийг дээшлүүлэхэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг боловч тэдний оруулсан хувь нэмрийг ихэвчлэн үл тоомсорлодог. Энэ нийтлэлд тэдгээрийн ажиллах зарчим, шинэлэг загвар, бодит ертөнцөд үзүүлэх нөлөөллийг дэлгэн үзүүлж, яагаад тэдгээр нь даралтгүй шингэний хэмжилтийн гол тулгуур болж байгааг тодруулж өгөх болно.

Гол сорилт: Хязгааргүй урсгалыг хэмжих

Нээлттэй сувгууд нь хаалттай хоолойн тоолуур шийдэж чадахгүй хэмжилтийн тодорхой саад бэрхшээлийг бий болгодог. Шингэн агуулагдаж, даралт нь тогтмол байдаг хоолойноос ялгаатай нь нээлттэй сувгууд нь урсгалын гүн нь хувьсах, хурд нь жигд бус (төв хэсэгтээ илүү хурдан, ирмэгийн ойролцоо удаан) бөгөөд хог хаягдал, тунадас, цаг агаарын нөлөөлөлд өртөмтгий байдаг. Гарын авлагын гүн хэмжигчтэй далан эсвэл хоолой ашиглах гэх мэт уламжлалт гарын авлагын аргууд нь хөдөлмөр их шаарддаг, хүний ​​алдаа гарах магадлалтай бөгөөд бодит цагийн өгөгдөл өгөх боломжгүй байдаг. Нээлттэй сувгийн урсгал хэмжигч нь автоматжуулсан гүний хэмжилтийг хурдны тооцоололтой хослуулан эдгээр бэрхшээлийг шийдэж, динамик, хязгаарлагдмал орчинд ч гэсэн нарийвчлалтай, тасралтгүй уншилтыг өгдөг.

Нээлттэй сувгийн урсгал хэмжигч хэрхэн ажилладаг вэ: Нарийвчлал ба дасан зохицох чадварын хослол

Үндсэндээ нээлттэй сувгийн урсгал хэмжигч нь үндсэн зарчмаар ажилладаг: урсгалын хурд (Q) = сувгийн хөндлөн огтлолын талбай (A) × шингэний дундаж хурд (V). Үүнийг тооцоолохын тулд ихэнх загварууд нь хоёр гол функцийг нэгтгэдэг: гүн хэмжих ба хурд мэдрэгч, мөн өөр өөр сувгийн хэмжээ болон шингэний нөхцөлд тохирсон загвартай.

1. Гүнийн хэмжилт: Нарийвчлалтай тооцооллын үндэс

Гүн нь сувгийн хөндлөн огтлолын талбайг шууд тодорхойлдог тул хамгийн чухал хувьсагч юм. Нээлттэй сувгийн урсгал хэмжигч нь гүнийг хэмжихэд гурван нийтлэг технологийг ашигладаг:

• Хэт авианы мэдрэгч: Хамгийн өргөн хэрэглэгддэг сонголт. Сувгийн дээр суурилуулсан мэдрэгч нь шингэний гадаргуу руу хэт авианы долгион цацруулдаг; долгион буцаж ойход шаардагдах хугацаа нь гүн болж хувирдаг. Энэхүү холбоо барихгүй загвар нь хог хаягдал эсвэл тунадаснаас үүдэлтэй гэмтлээс зайлсхийдэг тул бохир усны суваг эсвэл борооны ус зайлуулах хоолойд тохиромжтой.

• Даралт мэдрэгч: Жижиг суваг эсвэл шингэнд зориулсан шумбагч даралт мэдрэгч нь дээрх шингэний гидростатик даралтыг илрүүлэх замаар гүнийг хэмждэг (даралт гүнтэй хамт нэмэгддэг). Эдгээр нь бат бөх боловч тунадас хуримтлагдахаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд тогтмол цэвэрлэгээ шаарддаг.

• Лазер мэдрэгч: Өндөр нарийвчлалтай нөхцөлд (жишээлбэл, лаборатори эсвэл хүрээлэн буй орчны хяналт) ашигладаг. Лазер нь шингэний гадаргуу руу нарийн туяа цацруулж, миллиметрийн гүний нарийвчлалыг өгдөг боловч манан, бороо эсвэл гадаргуугийн турбулент байдалд мэдрэмтгий байдаг.

2. Хурд мэдрэгч: Шингэний хөдөлгөөнийг бүртгэх

Гүн мэдэгдсэний дараа тоолуур нь урсгалын хурдыг тодорхойлохын тулд дундаж хурдыг тооцоолдог. Хурд мэдрэгчийн нийтлэг технологид дараахь зүйлс орно.

• Допплер хэт авиан шинжилгээ: Усанд шумбах мэдрэгч нь шингэн дэх хөдөлж буй бөөмс (жишээлбэл, тунадас, бөмбөлөг)-ээс ойх хэт авианы долгион ялгаруулдаг. Ойсон долгионы давтамжийн шилжилт (Доплерийн эффект) нь хурдыг харуулдаг. Энэ нь бохир ус эсвэл голын ус гэх мэт турбулент, бөөмсөөр дүүрэн шингэнд сайн ажилладаг.

• Цахилгаан соронзон мэдрэгч: Цэвэр, дамжуулагч шингэн (жишээ нь, усалгааны ус)-ын хувьд цахилгаан соронзон мэдрэгч нь соронзон оронгоор дамжин хөдөлж буй шингэний үүсгэсэн хүчдэлийг илрүүлэхийн тулд электрод ашигладаг (Фарадейгийн цахилгаан соронзон индукцийн хууль). Хүчдэл нь хурдтай пропорциональ бөгөөд тогтвортой урсгалд өндөр нарийвчлалтай байдаг.

• Сэнс/Гүйдлийн хэмжүүр: Эргэлдэгч сэнсийг шингэнд дүрдэг механик сонголт; сэнсний хурд нь хурдтай хамааралтай байдаг. Эдгээр нь том, удаан хөдөлгөөнтэй сувгуудад (жишээлбэл, хөдөө аж ахуйн суваг) зардал багатай боловч хог хаягдлаас болж гацахаас зайлсхийхийн тулд тогтмол засвар үйлчилгээ шаарддаг.

Төрөл бүрийн орчинд зориулсан шинэлэг дизайнууд

Нээлттэй сувгийн урсгал хэмжигч нь бүгдэд нэгдмэл биш бөгөөд тэдгээрийн загвар нь янз бүрийн хэрэглээний өвөрмөц шаардлагад нийцдэг:

• Хавчаартай/Сувгийн дээгүүрх загварууд: Том гол мөрөн эсвэл хүрэхэд хэцүү сувгуудын хувьд хэт авианы мэдрэгчийг гүүр, шон эсвэл сувгийн хананд суурилуулсан тул шумбах эд анги шаардлагагүй болсон. Энэ нь байгалийн усан замын байгаль орчны хяналтад тохиромжтой.

• Усанд шумбах багцууд: Жижиг суваг (жишээлбэл, үйлдвэрийн бохир усны хоолойг задгай суваг болгон хувиргасан) эсвэл борооны ус зайлуулах хоолойд бүрэн дүрэгдсэн авсаархан, ус нэвтэрдэггүй мэдрэгчүүд. Эдгээр нь зэврэлтэнд тэсвэртэй бөгөөд вандализмаас хамгаалагдсан.

• Нэгдсэн далан/Усны хоолойн систем: Хяналттай орчинд (жишээлбэл, ус цэвэрлэх байгууламж) өндөр нарийвчлалтай хэмжилт хийхийн тулд тоолуурыг урсгалын хэв маягийг стандартчилдаг далан (сувгийн ховил) эсвэл сувгийн нарийссан хэсгүүдтэй (сувгийн нарийссан хэсэг) хослуулдаг. Дараа нь тоолуур нь далан/усан хоолойн гүний өгөгдлийг ашиглан урсгалын хурдыг тооцоолж, жигд бус хурднаас үүсэх алдааг бууруулдаг.

Бодит ертөнцөд үзүүлэх нөлөө: Нээлттэй сувгийн урсгал хэмжигч хамгийн чухал газар

1. Хотын бохир ус болон борооны усны менежмент

Хотууд бохир ус цэвэрлэх байгууламж (БОЦТ) болон борооны усны системийг хянахын тулд нээлттэй сувгийн урсгал хэмжигч ашигладаг. БоЦТТ-д тоолуур нь бохир ус цэвэрлэх сав руу орж буй түүхий бохир усны урсгалыг хянаж, байгууламж хүчин чадлаараа ажиллаж, усыг зохицуулалтын стандартын дагуу цэвэрлэж байгааг баталгаажуулдаг. Шуурганы үеэр тэд ус зайлуулах суваг дахь борооны усны урсацыг хэмжиж, хотуудад үерийг урьдчилан таамаглах, дэд бүтцийг удирдах, байгалийн усан зам руу халихаас урьдчилан сэргийлэхэд тусалдаг бөгөөд энэ нь усны бохирдлыг бууруулахад чухал ач холбогдолтой юм.

2. Хөдөө аж ахуйн усжуулалт: Усны үр ашигтай хэрэглээ

Хөдөө аж ахуйд задгай суваг (суваг) нь талбайд ус түгээх гол арга юм. Эдгээр сувагт суурилуулсан урсгал хэмжигч нь ферм эсвэл талбай бүр хэр их ус ашиглаж байгааг хэмжиж, шударга хуваарилалтыг бий болгож, хамгаалалтыг дэмждэг. Жишээлбэл, Калифорнийн Төв хөндий эсвэл Австралийн Мюррей-Дарлингийн сав газар зэрэг хуурай бүс нутагт тоолуур нь фермерүүдэд хэт их услахаас зайлсхийх, хог хаягдлыг бууруулж, зардлыг бууруулахад тусалдаг. Допплер дээр суурилсан тоолуур нь усалгааны сувагт түгээмэл тохиолддог тунадас болон хувьсах урсгалыг зохицуулдаг тул энд онцгой ач холбогдолтой юм.

3. Байгаль орчны хяналт: Байгалийн усны замыг хамгаалах

Эрдэмтэд болон байгаль орчны агентлагууд гол мөрөн, горхи, нуурын урсгалын хурдыг хянахын тулд нээлттэй сувгийн урсгал хэмжигч ашигладаг. Энэ өгөгдөл нь дараахь зүйлд чухал ач холбогдолтой:

• Экосистемийн усны хүртээмжийг үнэлэх (жишээ нь, загасны амьдрах орчныг дэмжих хангалттай усны урсгалыг хангах).

• Далан эсвэл ус татах нөлөөллийг хянах (жишээ нь, усан цахилгаан станцын далан нь голын урсгалын доод хэсэгт хэрхэн нөлөөлж байгааг хянах).

• Бохирдлын үйл явдалд хариу арга хэмжээ авах (жишээлбэл, бохирдуулагч хэр их тархаж байгааг тооцоолохын тулд голын урсгалын хурдыг хэмжих).

4. Үйлдвэрлэлийн процессын хяналт

Уул уурхай, үйлдвэрлэл, цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх зэрэг салбарууд цэвэршүүлсэн бохир ус эсвэл хөргөлтийн шингэнийг гадагшлуулахын тулд задгай суваг ашигладаг. Урсгал хэмжигч нь эдгээр гадагшлуулалт нь байгаль орчны дүрэм журмыг дагаж мөрдөж байгааг (жишээлбэл, орон нутгийн засаг захиргааны тогтоосон урсгалын хязгаараас хэтрэхгүй байх) баталгаажуулж, үйлдвэрүүдэд усны хэрэглээг оновчтой болгоход тусалдаг. Жишээлбэл, нүүрсээр ажилладаг цахилгаан станц нь задгай суваг дахь хөргөлтийн усны урсгалыг хянахын тулд урсгал хэмжигч ашиглаж болох бөгөөд ингэснээр үйлдвэр үр ашигтай ажиллаж, усны хаягдлыг багасгадаг.

Яагаад нээлттэй сувгийн урсгал хэмжигчийг орлуулах боломжгүй вэ

Даралтат системд битүү хоолойн тоолуур давамгайлдаг бол нээлттэй сувгийн урсгал хэмжигч нь даралтгүй шингэний чухал цоорхойг нөхдөг. Тэдний хатуу ширүүн, динамик орчинд - хог хаягдлаар дүүрсэн борооны ус зайлуулах хоолойноос алслагдсан гол мөрөн хүртэл дасан зохицох чадвар нь тэднийг бусдаас ялгаруулдаг. Тэд мөн өгөгдөлд суурилсан шийдвэр гаргах боломжийг олгодог: бодит цагийн урсгалын өгөгдөл нь нийтийн аж ахуй, фермерүүд болон агентлагуудад өөрчлөлтөд (жишээлбэл, гэнэтийн шуурга, тоног төхөөрөмжийн эвдрэл) хурдан хариу үйлдэл үзүүлэхэд тусалдаг бөгөөд урт хугацааны өгөгдөл нь тогтвортой байдлын зорилтуудыг (жишээлбэл, усны хаягдлыг бууруулах, экосистемийг хамгаалах) дэмждэг.

Дүгнэлт

Нээлттэй сувгийн урсгал хэмжигч нь урсгал хэмжилтийн "мөрөөдөлгүй баатрууд" байж болох ч тэдгээрийн нөлөө бараг харагдахгүй байна. Дэлхий нийт усны хомсдол, бохирдол, уур амьсгалын өөрчлөлтийн улам бүр нэмэгдэж буй бэрхшээлтэй тулгарч байгаа тул эдгээр төхөөрөмжүүд бидний хамгийн үнэт нөөц болох усыг удирдахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Бохир усыг зохих ёсоор цэвэрлэх, фермерүүдэд усыг үр ашигтай ашиглахад нь туслах, эсвэл байгалийн экосистемийг хамгаалахаас үл хамааран нээлттэй сувгийн урсгал хэмжигч нь үр дүнтэй хэмжилт нь хариуцлагатай менежментийн эхний алхам гэдгийг нотолж байна. Даралтгүй шингэн нь бидний хот, ферм, хүрээлэн буй орчныг бүрдүүлдэг дэлхийд эдгээр "хэмжилтийн менежерүүд" урьд өмнөхөөсөө илүү чухал болсон.