明渠型多聲道超聲流量計

原理講述

渠道式流量計量原理與其他管道式流量計量方法比具有一定的復雜性。它具有不同尺寸不同材質的渠底、渠壁和自由液面，不但斷面形狀各異，而且水平和垂直流速分布不同，流態(tài)復雜。但是，也有共同點是都要通過測量平均流速和液位(截面積)來計算流量。 平均流速的測量可采用如前所述的多普勒法和時差法來測量。液位的測量方法可采用超聲液位計(多用于非滿管、暗渠)和聲波液位計、壓力式液位計、氣泡式液位計(多用于明渠)。超聲液位測量方法如圖所示。 目前國內外普遍采用超聲脈沖回波法。由超聲換能器向液面垂直發(fā)射聲脈沖，聲波遇液面返回，被同一換能順路所接收，經放大器放大后，由一閾值電路檢測出*個回波周期到達的時間與發(fā)射脈沖間的時間間隔t，則 式中，c為空氣中的聲速，c=331.4+0.6tm/s ，t為攝氏溫度，331.4m/s為0℃時的聲速。于是，液位h = h -ι。 超聲液位計所使用的超聲換能器工作頻率為50~200khz;量程為0.2~(5~10)m;準確度為(0.25~0.5)%fs。

構成

多聲道超聲明渠流量計由多對流速換能器、液位換能器、接線盒、控制器及電纜組成。如圖1所示。斷面形狀及聲道布置方式如圖2。

測量方法

一般來說，各種明渠所測量的流量范圍很廣，但是測量準確度都不高，約為1%~5%，測量準確度主要取決于渠的尺寸、形狀及截面誤差，平均流速和液位誤差值根據實際要求通過多聲道布置可控制在較精確的范圍內

特點

由于，通過實測流速、液位(截面積)來演算流量，所以要比只測量液位的堰、槽、渠式流量計測量準確度高。 可實現多聲道測量，測量準確度隨實際參與測量的聲道數的增加而提高。 當液位低于zui低聲道時，作為堰、槽流量計(液位和流速的函數關系)測量。 被測渠(管、涵洞)的斷面不受限制，而且可測渠寬可達上百米。

應用

超聲明渠(非滿管、暗渠)流量計可應用于如下場合: 引水/輸水工程; 雨水排放監(jiān)測; 排污監(jiān)測; 水利工程等。

安裝注意事項

實測流速是建立在渠道流態(tài)充分發(fā)展的前提上的，即要求渠(管)道的直線段要滿足要求。 現場直線段不足時，要通過在測量段交叉設置聲道來補償斜線流對流速測量準確度影響。 現場測量段前后若有堰、閘等設施使垂直流態(tài)紊亂時，應采用多聲道測量方式來達到準確測量面平均流速。聲道數量和聲道高度的確定，要依據測量準確度的要求，同時還要考慮zui低水位、zui高水位和工作水位。 對渠道式流量計來說，準確測量流速、水位固然很重要，但往往對流量測量影響zui大的是渠道斷面積的誤差(如，渠底部泥沙淤積和渠壁不平整、渠寬不*等誤差)。所以，在此特別提出的是--渠道斷面積誤差的控制一定要在渠道土建設計開始。