ISO 3455:1976
(Main)Liquid flow measurement in open channels — Calibration of rotating-element current-meters in straight open tanks
Liquid flow measurement in open channels — Calibration of rotating-element current-meters in straight open tanks
Specifies the procedure to be used for the calibration of current-meters, i.e. for the experimental determination of the relationship between liquid velocity and rate of revolution of the rotating element. Specifies also the type of tank and equipment to be used and the method of presenting the results.
Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts — Étalonnage des moulinets à élément rotatif en bassins découverts rectilignes
General Information
Relations
Buy Standard
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL STANDARD
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION l MEXflYHAPOllHAII OPI-AHM3AUMR I--Io ~AHAAPTM3AWM -ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Liquid flow measurement in open channels - Calibration
rotating-element current-meters in straight open tanks
Mesure de dkbit des liquides dans les canaux dkcouverts - hlonnage des moulinets 2 &Sment rotatif en bassins
dkcouverts rec tilignes
First edition - 1976-02-01
ui
-
UDC 532.57 : 627.133
Descriptors : open channel flow, flow measurement, test equipment, flow meters, calibrating.
Price based on 8 pages
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FOREWORD
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation
of national Standards institutes (ISO Member Bodies). The work of developing
International Standards is carried out through ISO Technical Committees. Every
Member Body interested in a subject for which a Technical Committee has been set
up has the right to be represented on that Committee. International organizations,
governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
Draft International Standards adopted by the Technical Committees are circulated
to the Member Bodies for approval before their acceptance as International
Standards by the ISO Council.
International Standard ISO 3455 was drawn up by Technical Committee
ISO/TC 113, Measurement of liquid flow in open channels, and circulated to the
Member Bodies in February 1974.
lt has been approved by the Member Bodies of the following countries :
Germany South Africa, Rep. of
Australia
Belgium India Spain
Bulgaria Netherlands Switzerland
Chile New Zealand Turkey
Czechoslovakia Norway United Kingdom
France Romania
No Member Body expressed disapproval of the document.
0 International Organkation for Standardkation, 1976 l
Printed in Switzerland
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 3455-1976 (E)
Liquid flow measurement in open channels - Calibration of
rotating-element current-meters in straight open tanks
The length of the measuring section shall be such that the
1 SCOPE AND FIELD OF APPLICATION
calibration error, which is composed of inaccuracies in the
This International Standard specifies the procedure to be
measurement of time, distance covered and rate of
used for the calibration of current-meters, i.e. for the
revolution, does not exceed the desired tolerante at any
experimental determination of the relationship between
velocity. The required length will, therefore, depend on the
liquid velocity and rate of revolution of the rotating
type of current-meter being calibrated, the way the Signals
element. lt also specifies the type of tank and equipment to
are produced and transmitted and the method of
be used and the method of presenting the results.
calibration.
The procedure does not take into account any possible
For example, if measured times both for distance covered
differente existing between the behaviour of a
by the carriage and for the revolutions counted are accurate
current-meter moving in motionless water and that of a
to 0,Ol s in Order to limit the error in time measurement to
fixed current-meter in turbul ent flow.
0,l % at the 95 % confidence level, the duration of the test
shall be at least 10 s at maximum Speed. If the maximum
Speed is 6 m/s, then the measuring section of the tank
2 DEFINITIONS
would be 60 m long. The total length of the tank vvould be
about 100 m of which about 20 m would be for
l nternational Standard, the
For the purpose of this
acceleration and stabilizing and 20 m for braking.
I, Liquid flow measurement in
definitions given in ISO 772
open channels - Vocabulary and Symbols, shall apply.
4.12 Depth and width
The depth of the tank may have an influence on the test
3 PRINCIPLE OF CALIBRATION PROCEDURE
results which cannot be regarded as negligible, more
The current-meter is drawn through still water contained in
particularly when the towing Speed coincides with the
a straight tank of uniform Cross-section at a number of
The
veloci ty of propogation of the surface wave.
steady velocities. Measurements are made of the Speed of
dependence of this critical velocity v, on tank depth is
the towing carriage and of the rate of revolution of the
given by the equation.
rotor of the meter. The two sets of values are related by
one or more equations of which the Iimits of application v, =vw
are stated.
where
g is the acceleration due to gravity;
4 DESIGN CRITERIA FOR CALIBRATION STATIONS
d is the depth of water.
4.1 Dimensions of calibration tank
The wave crest produced by the current-meter and its
which moves forward with the
means of Suspension,
The dimensions of the tank and the number and relative
instrument, Causes an increase in the height of the wetted
Position of current-meters in the tank Cross-section may
Gross-section and thus, in accordance with the continuity
affect the test results.
a reduction of the relative welocity. This
equation,
known as the Epper effect, may cause an
phenomenon,
4.1 .l Length
error in calibration within a narrow band in the velocity
to 1,5 v,. The magnitude of the Epper
The length of a calibration tank may be considered as range from 0,5 v,
comprising accelerating, stabilizing, measuring and braking effect depends on the size of the current-meter and
sections. Suspension equipment, relative to the Cross-sectional area of
lt may be negligible when a very smaBP
the tank.
The length of the accelerating and braking sections depends
current-meter is calibrated.
on the design of the carriage and on the maximum Speed at
The depth of the tank must therefore be Chosen to suip the
which it is to be towed along the tank. The length required
velocity limits of the instruments to be
for the braking section must take account of safety maximum
calibrated. Care shall be taken to ensure either that the
requirements.
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ISO 3455-1976 (El
highest calibration
velocities are attained before the
The towing Speed is calculated from the simultaneous
interference or that they exceed it sufficiently for the
measurements of distance and time and the rate of rotation
critical zone to be bridged without extrapolation.
is obtained by simultaneous measurement of the number of
pulses and time.
The width of the tank is of importante because the Epper
effect is more pronounced in a narrower tank. The width
also limits the number of instruments that tan be calibrated
4.3.1 Distance
simultaneously and has an effect on the stilling
The measurement of distance shall be accurate to within
characteristics (time taken for the water to become
0,l % at the 95 % confidence level. A variety of methods is
reasonably still).
available by which this tan be achieved. Two of the most
For example, when a field-type current-meter on rod
common methods are as follows :
Suspension is calibrated in a tank 1,83 m wide in which the
depth of water is 1,83 m, the Epper effect is greatest at a
a) the establishment of markers at regular intervals
Speed of about 4 mls ( 9,81 x 1,83) and amounts to about
along the length of the calibration tank which actuate
0,3 %. The size of the effect dies away on either side of the
mechanical or Optical pulse transmitters fitted to the
critical velocity, but is detectable at velocities between 3
carriage;
and 5 m/s.
b) the use of measuring wheels with m echani cal or
Details of some of the rating tanks in use are given in the
photo-electr ,ic pulse transm i tters which are drawn
along
annex.
the track by the carriage.
4.2 Rating carriage
4.3.2 Time
In Order to move the current-meter through the water at
The measurement of time shall
be accurate to within 0,l %
known and accurate Speeds, the current-meter is suspended
at the 95 % confidence level
A variety of methods is
from a carriage which may run on rails (or a track) which
available by which this tan be achieved. Two of the most
must be accurately aligned with both the length of the tank
common methods in use are :
and the surface of the water in the tank. If two rails are
used, they must be parallel.
a) a clock giving a contact pulse after one or several
seconds. These time pulses are usually recorded on a
lt is essential that the rails are straight and that the rails and
graph or magnetic tape together with the pulses of the
the wheels of the carriage are free of irregularities,
current-meter and distances. The time corresponding to
otherwise the carriage will move with irregular motion and
an integral number of pulses from the meter is usually
Cause vibrations which may be transmitted to the
determined by interpolation of the time pulse;
current-meters and disturb the rating.
b) electronie clocks, capable of measuring fractions of a
Two types of carriage are in common usage, namely :
second, which time and display a preset number of
distance intervals and a corresponding number of pulses
a) the towed carriage which is moved along the rails by
from the current-meter.
a cable driven from a constant-Speed motor standing
apart from the moving carriage.
The towed carriage may be lightly constructed with the 4.3.3 Gurren t-me ter pulses
consequent advantage of high acceleration and quick
The measurement of current-meter revolutions shall be
braking, but the elasticity of the towing cable tan Cause
accurate to within 0,l % at the 95 % confidence level. The
irregularities in the running of the carriage.
pulses from the current-meter may be counted or recorded.
b) the self-propelled carriage which is moved along the In measuring the number of current-meter revolutions in a
rails by an internally mounted motor. given time, it is important to measure between identical
Points on the current-meter pulse.
The self-propelled carriage will be heavier in
construction as it has to carry the driving motors. This When a recording is made, the Speed of the recording media
results in greater inertia of the carriage and assists in shall be adjustable so that the Separation of the
smoothing out the running irregularities of the carriage. current-meter pulse may be compatible with the Speed of
the carriage and the required accuracy of the measurement.
4.3 Measuring equipment
4.4 Ancillary equipment
The calibration of a current-meter calls for the
simultaneous measurement of the following three
In Order to increase the efficiency of a current-meter
quantities :
calibration Station, several items of ancillary equipment
shall be provided.
a) the distance covered by the carriage;
a) Filtering, dosing and scum-removing equipment for
b) the number of pulses delivered by the current-meter;
the cleansing of the water and for keeping it free from
c) the time.
algal growth.
2
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ISO 34554976 (E)
If the Signal cable is laid outside the rod during field
b) Spending beaches, stilling devices or other similar
measurements, a similar cable, attached in the same way,
devices to reduce the reflection of disturbance in the
water by the end Walls of the tank. Alternatively, shall be used for the calibration. It should be noted that
loose Signal cables tan influence the calibration result.
transverse curtains tan be installed at intervals along the
tank and lowered to the bottom of the tank before the
Start of each run.
5.2.3 The meter must be placed at such a depth below the
surface of the liquid that the surface influence is negligible.
c) Means for shecking that a cable-suspended meter is
For an axial flow meter, a depth (liquid level to rotary axis)
properly aligned at the Start of a run and that the meter
twice the diameter of the rotary element is generally
isnot swinging when measurements are started should be
sufficient. A cup-type meter shall be immersed to a depth
available when the installation is operated from a control
of at least 0,3 m or one and a half times the height of the
room. Closed-circuit television is useful for this purpose
rotor, whichever is greater.
and also for observing the behaviour of current-meters at
At higher towing Speeds there may be Separation of ffow
Speeds close to their minimum Speed of response.
behind certain rod profil
...
NORME INTERNATIONALE 3455
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION .MFiliTi> HAPOJHAR OPrAHM74UMR no CTAH2APTM3AUMM .ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts -
Étatonnage des moulinets a élément rotatif en bassins
découverts rectilignes
Liquid flow measurement in open channels - Calibration of rotating-element current-meters in straight
open tanks
Première édition - 1976-02-01
Réf. no : IS0 3455-1976 (FI
1 LL CDU 532.57 : 627.133
(D
Descripteurs : écoulement en canal, mesurage de débit, matériel d’essai, dhbitmetre, étalonnage.
ln
ln
3
s Prix basé sur 8 pages
r.
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AVANT-PROPOS
L'ISO (Organisation Internationale de Normalisation) est une fédération mondiale
d'organismes nationaux de normalisation (Comités Membres ISO). L'élaboration de
Normes Internationales est confiée aux Comités Techniques ISO. Chaque Comité
a le droit de faire partie du Comité Technique
Membre intéressé par une étude
et non
correspondant. Les organisations internationales, gouvernementales
gouvernementales, en liaison avec I'ISO, participent également aux travaux.
---
Les Projets de Normes Internationales adoptés par les Comités Techniques sont
soumis aux Comités Membres pour approbation, avant leur acceptation comme
Normes Internationales par le Conseil de I'ISO.
La Norme Internationale IS0 3455 a été établie par le Comité Technique
ISO/TC 113, Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts, et soumise
aux Comités Membres en février 1974.
Elle a été approuvée par les Comités Mèmbres des pays suivants :
Afrique du Sud, Rép. d' Espagne Roumanie
Allemagne France Roy aume-Uni
Australie Inde Suisse
Belgique Norvège Tchécoslovaquie
Bu I gar ie Nouvelle-Zélande Turquie
Chili Pays-Bas U.S.A.
Aucun Comité Membre n'a désapprouvé le document.
O Organisation Internationale de Normalisation, 1976
Imprimé en Suisse
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IS0 3455-1976 (F)
NORME INTERNATIONALE
Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts -
Étalonnage des moulinets a élément rotatif en bassins
découverts rectilignes
nécessaire de la section de freinage tient compte des
1 OBJET ET DOMAINE D’APPLICATION
impératifs de sécurité.
La présente Norme Internationale spécifie le mode
La longueur de la section de mesurage doit être telle que
opératoire à suivre pour I’étalonnage des moulinets,
l’erreur d’étalqnnage, qui se compose des incertitudes sur la
c’est-à-dire la détermination expérimentale de la relation
mesure du temps, de la distance parcourue et de la vitesse
qui existe entre la vitesse du liquide et la vitesse de rotation
de rotation, ne dépasse i aucune vitesse la tolérance requise.
de I’élément rotatif. Elle spécifie également le type de
La longueur nécessaire dépendra donc du type de moulinet
bassin.Zt.de matériel utilisés et le mode de présentation des
étalonné, du mode de production et de transmission des
résu Itats.
signaux et de la méthode d‘étalonnage.
Le mode opératoire ne tient pas compte de la différence qui
Par exemple, si la précision de mesurage du temps, tant sur
peut éventuellement exister entre le comportement d‘un
le mesurage de la distance parcourue par le chariot que sur
moulinet se déplacant lui-même dans une eau immobile et
le nombre de tours, est de 0,Ol s, afin de limiter l’erreur sur
celui d’un moulinet fixe soumis a un écoulement turbulent.
le mesurage du temps a 0,l % pour un intervalle de
confiance de 95 %, la durée de l’essai doit être de 10 s au
2 DÉFINITIONS
moins a la vitesse maximale. Si la vitesse maximale est de
6 m/s, la section de mesurage du bassin doit être longue de
Dans le cadre de la présente Norme Internationale, les
60 m, la longueur totale du bassin doit être de 100 m
définitions données dans I’ISO 772, Mesure de debit des
environ dont 20 m réservés à l’accélération et I la
liquides dans les canaux découverts - Vocabulaire et
stabilisation et 20 m au freinage.
symboles, sont applicables.’
3 PRINCIPE DE L‘ÉTALONNAGE
4.1.2 Profondeur et largeur
On déplace le moulinet en eau morte dans un bassin
La profondeur du bassin peut avoir une influence non
rectiligne de section uniforme, à un certain nombre de négligeable sur les résultats d’essai, notamment lorsque la
vitesses constantes. On mesure la vitesse du chariot de vitesse de remorquage coïncide avec la vitesse de
remorquage et la vitesse de rotation du rotor du moulinet. propagation de l’onde fondamentale. L’effet de la
Les deux séries de valeurs sont liées par une ou plusieurs profondeur du bassin sur cette vitesse critique, v,, est
equations dont les limites d‘application sont indiquées. donné par I‘équation
vc =m
4 CARACTERISTIQUES DE CONSTRUCTION DES
où
STATIONS D‘ETALONNAGE
g est l’accélération due à la pesanteur;
4.1 Dimensions du bassin d‘étalonnage
d est la profondeur de l‘eau.
Les dimensions du bassin, le nombre et la position relative
des moulinets dans sa section peuvent affecter les résultats
La crête de l’onde produite par le moulinet et ses elements
essais.
des
de fixation qui se déplacent avec l‘instrument provoque une
la hauteur de la section mouillée et, par
augmentation de
4.1.1 Longueur
suite, compte tenu de I’équation de continuité, une
diminution de la vitesse relative. Ce phénomène connu sous
La longueur nécessaire d‘un bassin d‘étalonnage est fixée
le nom de ((pointe d‘Epper)) peut provoquer des erreurs
par la longueur des quatre sections qui le constituent, a
d’étalonnage dans une plage étroite de vitesse comprise dans
savoir : la section d‘accélération, la section de stabilisation,
l’intervalle 0,5 v, - 1,5 v,. L’importance de l‘erreur due à la
la section de mesurage et la section de freinage.
pointe d‘Epper dépend de la taille du ou des moulinets et
La longueur des sections d’accélération et de freinage
du matériel de suspension par rapport I la section
dépend de la conception du chariot et de sa vitesse
transversale du bassin. Elle peut être négligeable lorsqu’on
maximale de remorquage dans le bassin. La longueur
étalonne un moulinet très petit.
1
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IS0 3455-1976 (FI
La profondeur du bassin doit donc être choisie de manière a b) le nombre d’impulsions émises par le moulinet;
correspondre aux limites de vitesse maximale des
c) le temps.
instruments à étalonner. On doit veiller à ce que les plus
grandes vitesses d’étalonnage soient réalisées avant
La vitesse de remorquage est calculée d’après le mesurage
l‘interférence ou bien soient suffisamment au-dessus d’elle
simultané de la distance et du temps, et la vitesse de
pour permettre le franchissement de la zone critique sans
rotation est obtenue par le mesurage simultané du nombre
extrapolation.
d’impulsions et du temps.
La largeur du bassin est un facteur important parce que la
pointe d’Epper est plus prononcée dans un bassin étroit. La
largeur limite également le nombre d’instruments qui
4.3.1 Distance
peuvent être étalonnés simultanément et a un effet sur les
Le mesurage de la distance peut être entaché d’une certaine
caractéristiques de tranquillisation (temps mis par l’eau
incertitude qui ne doit pas être supérieure à 0,l ?O pour un
pour redevenir immobile).
intervalle de confiance de 95 70. Cette précision peut être
Par exemple, lorsqu‘un moulinet normal à suspension par
obtenue selon diverses méthodes. Deux des plus
perche est étalonné dans un bassin de largeur 1,83 m dans
couramment utilisées sont les suivantes :
lequel la profondeur d’eau est de 1.83 m, la pointe
d‘Epper est à son maximum à une vitesse de 4 m/s environ a) la fixation, à intervalles réguliers sur toute la
longueur du bassin d’étalonnage, de repères qui
(49,81 x 1,83) et correspond 2 0,3 % environ.
actionnent des transmetteurs mécaniques ou optiques
L’importance de-cet effet s’atténue de chaque côté de la
d’impulsions fixés au chariot;
vitesse critique mais est perceptible aux vitesses comprises
entre 3 et 5 m/s.
b) l‘utilisation de roues de mesurage pourvues de
Les caractéristiques de certains bassins d‘étalonnage sont
transmetteurs mécaniques photoélectriques d’impulsions
données dans l’annexe.
qui sont tirées par le chariot le long du rail.
4.2 Chariot d‘étalonnage
4.3.2 Temps
Pour déplacer le moulinet dans l’eau, i des vitesses connues
et précises, on le suspend a un chariot qui peut se déplacer
Le mesurage du temps peut être entaché d’une certaine
sur des rails (ou une voie) qui doivent être rigoureusement
incertitude qui ne doit pas être supérieure B 0,l % pour un
parallèles au bassin pris dans son sens longitudinal et à la
intervalle de confiance de 95 50. Cette précision peut être
surface de l’eau dans ce bassin, les deux rails utilisés étant
obtenue selon diverses méthodes. Deux des plus
eux-mêmes parallèles.
couramment utilisées sont les suivantes :
II est indispensable que les rails soient rectilignes et que les
a) une horloge donnant une impulsion de contact après
rails et les roues du chariot soient exempts de toute
une ou plusieurs secondes. Ces impulsions sont
irrégularité pour empêcher les à-coups dans le mouvement
sur une
généralement enregistrées sur un graphique ou
du chariot et l’apparition de vibrations qui peuvent se
bande magnétique avec les impulsions du moulinet et
transmettre au moulinet et affecter I’étalonnage.
celles qui correspondent aux distances. Le temps
correspondant a un nombre entier d’impulsions du
On utilise communément deux types de chariots, a savoir :
moulinet se détermine généralement par interpolation
des impulsions de temps.
a) le chariot remorqué qui est mû le long des rails par
l‘intermédiaire d’un câble entraîné par un moteur de
b) des horloges électroniques capables de mesurer des
vitesse constante placé à l‘extérieur du chariot mobile.
fractions de seconde permettent d’enregistrer et
d‘afficher un nombre défini d’intervalles de distance et
Le chariot remorqué peut être de construction légère,
un nombre correspondant d’impulsions du moulinet.
d‘où l’avantage d’une accélération et d’un freinage
rapides, mais I’élasticité du câble de remorquage peut
provoquer des irrégularités dans la marche du chariot.
4.3.3 Impulsions du moulinet
b) le chariot autopropulsé qui se meut le long des rails
Le mesurage de la vitesse de rotation du moulinet peut être
grâce à un moteur placé à l‘intérieur.
entaché d‘une certaine incertitude qui ne doit pas être
Le chariot autopropulsé est de construction plus lourde
supérieure a 0,l ?‘O pour un intervalle de confiance de 95 %.
puisqu’il doit supporter le moteur d‘entraînement, ce
Les impulsions du moulinet peuvent être comptées ou
qui augmente son inertie et contribue à aplanir les
enregistrées. Pour mesurer le nombre de tours du moulinet
irrégularités de marche.
dans un temps donné, il est important d’effectuer le
mesurage B des points identiques de l’impulsion de celui-ci.
4.3 Appareillage de mesure
Si l’on procède à l’enregistrement, la vitesse de
L’étalonnage d‘un moulinet exige le mesurage simultané des
l’enregistreur doit être réglable de manière a faire
trois grandeurs suivantes :
correspondre la séparation de l’impulsion du moulinet avec
la vitesse du chariot et la précision de mesurage désirée.
a) la distance parcourue par le chariot;
2
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IS0 3455-1976 (F)
5.2.2 Le mode de fixation du moulinet doit correspondre
4.4 Matériel auxiliaire
aux instructions recues, c‘est en général le même que celui
Pour accroître l‘efficacité d’une station d’étalonnage de
utilisé pour les mesurages in situ. Par exemple, si lors des
moulinets, on peut utiliser un certain nombre de matériels
mesurages le moulinet est fixé près de l’extrémité inférieure
aux il iaires.
de la perche, il doit être monté de la même manière pour
I’étalonnage. Dans le cas contraire, le moulinet doit être
a) Matériels de filtration, de dosage, d’épuration qui
monté à une distance suffisante de l’extrémité de la perche
nettoient l’eau et empêchent la prolifération des algues.
pour garantir I’élimination de tous les effets en provenant.
b) Des plages d‘expansion, dispositifs de
tranquillisation, ou autres aménagements similaires
Si le câble électrique de transmission du signal n’est pas
réduisant la réflexion des perturbations de l‘eau sur les
incorporé à la perche, il faut utiliser pour I‘étalonnage le
parois extrêmes du bassin. Des rideaux transversaux
même câble et le même mode de fixation. On notera que les
peuvent également être installés à intervalles réguliers le câbles oscillants peuvent avoir une influence notable sur le
long du bassin. Ceux-ci sont abaissés au fond du bassin
résultat de I‘étalonnage.
avant le début de chaque cycle.
5.2.3 Le moulinet doit être placé i une profondeur
c) Lorsque l‘installation est commandée d‘une salle de
suffisante au-dessous de la surface du liquide pour que
contrôle, des dispositifs doivent être prévus pour verifier
l’influence de la surface soit négligeable. Pour un moulinet
qu’un moulinet à suspension par câble est correctement
a hélice, une profondeur (comptée de la surface du liquide
aligné au commencement de l‘essai et qu‘il ne se balance
a l’axe de rotation) égale a deux fois le diamètre de l’hélice
pas-au début des mesurages. Un circuit fermé de
est en general suffisante. Un moulinet a coupelles doit être
tel
...
NORME INTERNATIONALE 3455
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION .MFX_I\ H4P0,lHAII Ol’rAH1134UI1R no CTAHLIAPTM3AUMM .ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts -
Étalonnage des moulinets a element rotatif en bassins
découverts rectilignes
Liquid flow measurement in open channels - Calibration of rotating-element current-meters in straight
open tanks
Première édition - 1976-02-01
-
Réf. no : IS0 3455-1976 (FI
- U CDU 532.57 : 627.133
(9
r-
z
rnesurage de debit, matériel d’essai, débitmètre, etalonnage.
Descripteurs : écoulement en canal,
Ln
Ln
FJ
Prix base sur 8 pages
s
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AVANT-PROPOS
L‘ISO (Organisation Internationale de Normalisation) est une fédération mondiale
d’organismes nationaux de normalisation (Comités Membres ISO). L‘élaboration de
Normes Internationales est confiée aux Comités Techniques ISO. Chaque Comité
Membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du Comité Technique
correspondant. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec I’ISO, participent également aux travaux.
Les Projets de Normes Internationales adoptés par les Comités Techniques sont
soumis aux Comités Membres pour approbation, avant leur acceptation comme
Normes Internationales par le Conseil de I’ISO.
La Norme Internationale IS0 3455 a été établie par le Comité Technique
ISO/TC 113, Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts, et soumise
aux Comités Membres en février 1974.
Elle a été approuvée par les Comités Membres des pays suivants :
Afrique du Sud, Rép. d’ Espagne Roumanie
Allemagne France Royaume-Uni
Australie Inde Suisse
Belgique Norvège Tchécoslovaquie
Bulgarie Nouvelle-Zélande Turquie
Chili Pays-Bas U.S.A.
Aucun Comité Membre n’a désapprouvé le document.
O Organisation Internationale de Normalisation, 1976 0
imprimé en Suisse
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NORME INTERNATIONALE IS0 3455-1976 (F)
Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts -
Étalonnage des moulinets a élement rotatif en bassins
découverts rectilignes
nécessaire de la section de freinage tient compte des
1 OBJET ET DOMAINE D‘APPLICATION
impératifs de sécurité.
La présente Norme Internationale spécifie le mode
La longueur de la section de mesurage doit être telle que
opératoire I suivre pour I’étalonnage des moulinets,
l’erreur d’étalonnage, qui se compose des incertitudes sur la
c’est-à-dire la détermination expérimentale de la relation
mesure du temps, de la distance parcourue et de la vitesse
qui existe entre la vitesse du liquide et la vitesse de rotation
de rotation, ne dépasse a aucune vitesse la tolérance requise.
de I’élément rotatif. Elle spécifie également le type de
La longueur nécessaire dépendra donc du type de moulinet
bassin et de matériel utilisés et le mode de présentation des
étalonné, du mode de production et de transmission des
résu I tats.
signaux et de la méthode d’étalonnage.
Le mode opératoire ne tient pas compte de la différence qui
Par exemple, si la précision de mesurage du temps, tant sur
le comportement d’un
peut éventuellement exister entre
le mesurage de la distance parcourue par le chariot que sur
moulinet se déplacant lui-même dans une eau immobile et
le nombre de tours, est de 0,Ol s, afin de limiter l‘erreur sur
celui d’un moulinet fixe soumis à un écoulement turbulent.
le mesurage du temps à 0,l % pour un intervalle de
confiance de 95 %, la durée de l‘essai doit être de 10 s au
2 DÉFINITIONS
moins à la vitesse maximale. Si la vitesse maximale est de
6 m/s, la section de mesurage du bassin doit être longue de
Dans le cadre de la présente Norme Internationale, les
60 m, la longueur totale du bassin doit être de 100 m
définitions données dans I’ISO 772, Mesure de débit des
environ dont 20 m réservés a l‘accélération et a la
liquides dans les canaux découverts - Vocabulaire et
stabilisation et 20 m au freinage.
symboles, sont applicables.’
3 PRINCIPE DE L~ÉTALONNAGE
4.1.2 Profondeur et largeur
On déplace le moulinet en eau morte dans un bassin La profondeur du bassin peut avoir une influence non
à un certain nombre de
rectiligne de section uniforme, négligeable sur les résultats d‘essai, notamment lorsque la
vitesses constantes. On mesure la vitesse du chariot de vitesse de remorquage coïncide avec la vitesse de
remorquage et la vitesse de rotation du rotor du moulinet. propagation de l’onde fondamentale. L‘effet de la
Les deux séries de valeurs sont liées par une ou plusieurs profondeur du bassin sur cette vitesse critique, v,, est
équations dont les limites d’application sont indiquées. donné par I’équation
4 CARACTERISTIQUES DE CONSTRUCTION DES
où
STATIONS D’ETA LONNAG E
g est l‘accélération due à la pesanteur;
4.1 Dimensions du bassin d’étalonnage
d est la profondeur de l‘eau
Les dimensions du bassin, le nombre et la position relative
des moulinets dans sa section peuvent affecter les résultats
La crête de l’onde produite par le moulinet et ses éléments
des essais.
de fixation qui se déplacent avec l’instrument provoque une
augmentation de la hauteur de la section mouillée et, par
4.1.1 Longueur
suite, compte tenu de I’équation de continuité, une
diminution de la vitesse relative. Ce phénomène connu sous
La longueur nécessaire d’un bassin d’étalonnage est fixée
le nom de ((pointe d‘Epper)) peut provoquer des erreurs
par la longueur des quatre sections qui le constituent, a
d’étalonnage dans une plage étroite de vitesse comprise dans
savoir : la section d‘accélération, la section de stabilisation,
l’intervalle 0,5 v, - 1,5 v,. L‘importance de l‘erreur due a la
la section de mesurage et la section de freinage.
pointe d‘Epper dépend de la taille du ou des moulinets et
La longueur des sections d‘accélération et de freinage
du matériel de suspension par rapport i la section
dépend de la conception du chariot et de sa vitesse
transversale du bassin. Elle peut être négligeable lorsqu’on
maximale de remorquage dans le bassin. La longueur
étalonne un moulinet très petit.
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La profondeur du bassin doit donc être choisie de manière a le nombre d'impulsions émises par le moulinet;
b)
correspondre aux limites de vitesse maximale des
c) le temps
à étalonner. On doit veiller a ce que les plus
instruments
grandes vitesses d'étalonnage soient réalisées avant
La vitesse de remorquage est calculée d'après le mesurage
l'interférence ou bien soient suffisamment au-dessus d'elle
simultané de la distance et du temps, et la vitesse de
pour permettre le franchissement de la zone critique sans
rotation est obtenue par le mesurage simultané du nombre
extrapolation.
d'impulsions et du temps.
La largeur du bassin est un facteur important parce que la
pointe d'Epper est plus prononcée dans un bassin étroit. La
largeur limite également le nombre d'instruments qui
4.3.1 Distance
peuvent être étalonnés simultanément et a un effet sur les
Le mesurage de la distance peut être entaché d'une certaine
Caractéristiques de tranquillisation (temps mis par l'eau
incertitude qui ne doit pas être supérieure a 0.1 ?O pour un
pour redevenir immobile).
intervalle de confiance de 95 70. Cette précision peut être
Par exemple, lorsqu'un moulinet normal à suspension par
obtenue selon diverses méthodes. Deux des plus
est étalonné dans un bassin de largeur 1,83 m dans
perche
couramment utilisées sont les suivantes :
lequel la profondeur d'eau est de 1.83 m, la pointe
d'Epper est à son maximum à une vitesse de 4 m/s environ a) la fixation, à intervalles réguliers sur toute la
longueur du bassin d'étalonnage, de repères qui
(d9.81 x 1,83) et correspond a 0,3 % environ.
L'importance de cet effet s'atténue de chaque côté de la actionnent des transmetteurs mécaniques ou optiques
vitesse critique mais est perceptible aux vitesses comprises d'impulsions fixés au chariot;
entre 3 et 5 m/s.
b) l'utilisation de roues de mesurage pourvues de
Les Caractéristiques de certains bassins d'étalonnage sont
transmetteurs mécaniques photoélectriques d'impulsions
données dans l'annexe.
qui sont tirées par le chariot le long du rail.
4.2 Chariot d'étalonnage
4.3.2 Temps
Pour déplacer le moulinet dans l'eau, à des vitesses connues
et précises, on le suspend a un chariot qui peut se déplacer Le mesurage du temps peut être entaché d'une certaine
sur des rails (ou une voie) qui doivent être rigoureusement incertitude qui ne doit pas être supérieure a 0.1 % pour un
et a la
parallèles au bassin pris dans son sens longitudinal intervalle de confiance de 95 70. Cette précision peut être
surface de l'eau dans ce bassin, les deux rails utilisés étant
obtenue selon diverses méthodes. Deux des plus
eux-mêmes parallèles.
couramment utilisées sont les suivantes :
II est indispensable que les rails soient rectilignes et que les
a) une horloge donnant une impulsion de contact après
rails et les roues du chariot soient exempts de toute
une ou plusieurs secondes. Ces impulsions sont
irrégularité pour empêcher les à-coups dans le mouvement
généralement enregistrées sur un graphique ou sur une
du chariot et l'apparition de vibrations qui peuvent se
bande magnétique avec les impulsions du moulinet et
transmettre au moulinet et affecter I'étalonnage.
celles qui correspondent aux distances. Le temps
correspondant i un nombre entier d'impulsions du
a savoir :
On utilise communément deux types de chariots,
moulinet se détermine généralement par interpolation
des impulsions de temps.
a) le chariot remorqué qui est mû le long des rails par
l'intermédiaire d'un câble entraîné par un moteur de
b) des horloges électroniques capables de mesurer des
vitesse constante placé a l'extérieur du chariot mobile.
fractions de seconde permettent d'enregistrer et
d'afficher un nombre défini d'intervalles de distance et
Le chariot remorqué peut être de construction légère,
un nombre correspondant d'impulsions du moulinet.
d'où l'avantage d'une accélération et d'un freinage
I'élasticité du câble de remorquage peut
rapides, mais
provoquer des irrégularités dans la marche du chariot.
4.3.3 Impulsions du moulinet
b) le chariot autopropulsé qui se meut le long des rails
Le mesurage de la vitesse de rotation du moulinet peut être
grâce à un moteur placé à l'intérieur.
entaché d'une certaine incertitude qui ne doit pas être
Le chariot autopropulsé est de construction plus lourde
supérieure à 0,l '30 pour un intervalle de confiance de 95 '70.
puisqu'il doit supporter le moteur d'entraînement, ce
Les impulsions du moulinet peuvent être comptées ou
qui augmente son inertie et contribue a aplanir les
enregistrées. Pour mesurer le nombre de tours du moulinet
irrégularités de marche.
dans un temps donné, il est important d'effectuer le
mesurage à des points identiques de l'impulsion de celui-ci.
4.3 Appareillage de mesure
Si l'on procède a l'enregistrement, la vitesse de
L'étalonnage d'un moulinet exige le mesurage simultané des
l'enregistreur doit être réglable de manière B faire
trois grandeurs suivantes :
la séparation de l'impulsion du moulinet avec
correspondre
a) la distance parcourue par le chariot; la vitesse du chariot et la précision de mesurage désirée.
2
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5.2.2 Le mode de fixation du moulinet doit correspondre
4.4 Matériel auxiliaire
aux instructions recues, c'est en général le même que celui
Pour accroître l'efficacité d'une station d'étalonnage de
utilisé pour les mesurages in situ. Par exemple, si lors des
moulinets, on peut utiliser un certain nombre de matériels
mesurages le moulinet est fixé près de l'extrémité inférieure
auxiliaires.
de la perche, il doit être monté de la même manière pour
I'étalonnage. Dans le cas contraire, le moulinet doit être
a) Matériels de filtration, de dosage, d'épuration qui
monté a une distance suffisante de l'extrémité de la perche
nettoient l'eau et empêchent la prolifération des algues.
pour garantir I'élimination de tous les effets en provenant.
b) Des plages d'expansion, dispositifs de
tranquillisation, ou autres aménagements similaires
Si le câble électrique de transmission du signal n'est pas
la réflexion des perturbations de l'eau sur les
réduisant
incorporé à la perche, il faut utiliser pour I'étalonnage le
parois extrêmes du bassin. Des rideaux transversaux
même câble et le même mode de fixation. On notera que les
peuvent également être installés à intervalles réguliers le
câbles oscillants peuvent avoir une influence notable sur le
long du bassin. Ceux-ci sont abaissés au fond du bassin
résultat de I'étalonnage.
avant le début de chaque cycle.
5.2.3 Le moulinet doit être placé a une profondeur
c) Lorsque l'installation est commandée d'une salle de
suffisante au-dessous de la surface du liquide pour que
contrôle, des dispositifs doivent être prévus pour vérifier
l'influence de la surface soit négligeable. Pour un moulinet
qu'un moulinet à suspension par câble est correctement
a hélice, une profondeur (comptée de la surface du liquide
aligné au commencement de l'essai et qu'il ne se balance
a l'axe de rotation) égale à deux fois le diamètre de l'hélice
pas au début des mesurages. Un circuit fermé de
est en général suffisante. Un moulinet a coupelles doit être
télévision est utile a cet effet, ainsi que pour observer le
immergé I une profon
...
Questions, Comments and Discussion
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