Пробы, взятые вручную, и показания водомерной рейки были достаточны, когда цикл отчетности был ежегодным. Сейчас они недостаточны. Регулирующие органы все чаще запрашивают ежедневный или ежечасный объем сброса, и те же агентства рассчитывают плату за нагрузку на основе этих объемов. Тем временем практическая проблема на большинстве объектов заключается в том, что открытый канал не имеет давления, не является полностью заполненной трубой и не имеет стабильного поперечного сечения, поэтому приборы, которые прекрасно работают в линиях под давлением — магнитные, турбинные, объемные — не имеют ничего, с чем можно было бы работать.

Четыре условия определяют работу в открытом канале, и все они распространены на предприятиях, которые уже пробовали что-то другое:

• Поток не является полным. Труба, работающая на половине глубины, не может быть измерена никаким полнопроходным устройством; смоченная площадь меняется с уровнем, поэтому сам уровень должен быть измеряемой переменной.
• Прибор находится в неблагоприятном месте. Ил, тряпки, песок, водоросли и мусор от паводков накапливаются на всем, что погружено, а погружные датчики в неочищенных сточных водах нуждаются в очистке по графику, на который ни у кого нет персонала.
• Отчетность должна быть проверяемой. Ежемесячные итоги должны быть восстановимы из сохраненных записей, с указанием размеров сооружения и используемого уравнения, а не выведены из одного визита.
• Удаленные объекты не имеют сетевого питания. Насосная станция или ливневый выпуск часто должны работать от солнечной энергии с телеметрией, что исключает приборы, потребляющие десятки ватт непрерывно.

Расход в открытом канале является произведением смоченной площади и средней скорости, и ни один из этих членов не может быть предположен, когда канал не заполнен. OC3000 решает две половины этого уравнения в одном приборе: ультразвуковой датчик, смотрящий вверх, измеряет уровень воды с поверхности, а либо встроенная гидравлическая зависимость сооружения, либо доплеровский датчик скорости обеспечивает второй член.

• Маршрут структурированного канала. После ввода геометрии водослива или лотка — ширины гребня, угла выреза, ширины горловины, ширины подхода — преобразователь применяет стандартное уравнение расхода по напору для этого сооружения. Точность измерения уровня затем доминирует в результате, поэтому бесконтактный датчик с миллиметровым разрешением является правильным фронт-эндом.
• Маршрут площади-скорости. Там, где нет сооружения, погружной или боковой доплеровский датчик измеряет среднюю скорость у дна, а преобразователь объединяет ее со смоченной площадью, рассчитанной по измеренному уровню и обследованному профилю канала.
• Стабильность нуля и нуля отсчета. Нулевая отметка устанавливается при вводе в эксплуатацию и сохраняется, поэтому датчик, перенастроенный после обслуживания, возвращается к той же нулевой отметке, а не бесшумно смещает всю кривую расхода.
• Флаги подпора и переполнения. Если уровень поднимается выше модульного предела сооружения, применяется коррекция для погружного потока, и событие регистрируется, поэтому итоги во время шторма отмечаются, а не ошибочно рассчитываются.

Заявление о точности следует из этой логики. На водосливе или лотке в модульном режиме можно достичь ±1 % от показаний, поскольку гидравлическая зависимость фиксирована, и только напор должен быть измерен хорошо. В режиме площади-скорости ожидайте ±2 % до ±5 % в зависимости от того, насколько хорошо обследован профиль канала и насколько равномерно распределение скорости в измерительном сечении.

Самая большая статья расходов на обслуживание в расходометрии открытых каналов — это не сам прибор, а визиты для его очистки. Датчик, который никогда не погружается в воду, полностью устраняет эти расходы и меняет то, что может выдержать прибор.

Решение о сооружении обычно предшествует решению о приборе, и оно должно определяться тем, что физически может принять канал. Водослив с V-образным вырезом обеспечивает наилучшее разрешение при низких расходах и идеально подходит для небольших каналов сброса сточных вод, но ему требуется спокойный подход и он будет затоплен подпором. Лоток Паршалла или Палмера-Боулуса пропускает твердые частицы и допускает более пологий уклон, но с плохим разрешением при очень низких расходах. Там, где канал земляной, нерегулярный или уже построенный без доступного напора, измерение площади-скорости позволяет полностью избежать земляных работ. Измерьте ширину канала, максимальную глубину, ожидаемый диапазон расхода и доступную длину прямого участка выше по течению, и правильный ответ обычно становится очевидным.