明渠型多聲道超聲流量計(jì)

原理講述

渠道式流量計(jì)量原理與其他管道式流量計(jì)量方法比具有一定的復(fù)雜性。它具有不同尺寸不同材質(zhì)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(fù)雜。但是，也有共同點(diǎn)是都要通過(guò)測(cè)量平均流速和液位(截面積)來(lái)計(jì)算流量。 平均流速的測(cè)量可采用如前所述的多普勒法和時(shí)差法來(lái)測(cè)量。液位的測(cè)量方法可采用超聲液位計(jì)(多用于非滿管、暗渠)和聲波液位計(jì)、壓力式液位計(jì)、氣泡式液位計(jì)(多用于明渠)。超聲液位測(cè)量方法如圖所示。 目前國(guó)內(nèi)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(jīng)放大器放大后，由一閾值電路檢測(cè)出*個(gè)回波周期到達(dá)的時(shí)間與發(fā)射脈沖間的時(shí)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(shí)的聲速。于是，液位h = h -ι。 超聲液位計(jì)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(zhǔn)確度為(0.25~0.5)%fs。

構(gòu)成

多聲道超聲明渠流量計(jì)由多對(duì)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(cè)量方法

一般來(lái)說(shuō)，各種明渠所測(cè)量的流量范圍很廣，但是測(cè)量準(zhǔn)確度都不高，約為1%~5%，測(cè)量準(zhǔn)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(jù)實(shí)際要求通過(guò)多聲道布置可控制在較精確的范圍內(nèi)

特點(diǎn)

由于，通過(guò)實(shí)測(cè)流速、液位(截面積)來(lái)演算流量，所以要比只測(cè)量液位的堰、槽、渠式流量計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確度高。 可實(shí)現(xiàn)多聲道測(cè)量，測(cè)量準(zhǔn)確度隨實(shí)際參與測(cè)量的聲道數(shù)的增加而提高。 當(dāng)液位低于zui低聲道時(shí)，作為堰、槽流量計(jì)(液位和流速的函數(shù)關(guān)系)測(cè)量。 被測(cè)渠(管、涵洞)的斷面不受限制，而且可測(cè)渠寬可達(dá)上百米。

應(yīng)用

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

安裝注意事項(xiàng)

實(shí)測(cè)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(xiàn)場(chǎng)直線段不足時(shí)，要通過(guò)在測(cè)量段交叉設(shè)置聲道來(lái)補(bǔ)償斜線流對(duì)流速測(cè)量準(zhǔn)確度影響。 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量段前后若有堰、閘等設(shè)施使垂直流態(tài)紊亂時(shí)，應(yīng)采用多聲道測(cè)量方式來(lái)達(dá)到準(zhǔn)確測(cè)量面平均流速。聲道數(shù)量和聲道高度的確定，要依據(jù)測(cè)量準(zhǔn)確度的要求，同時(shí)還要考慮zui低水位、zui高水位和工作水位。 對(duì)渠道式流量計(jì)來(lái)說(shuō)，準(zhǔn)確測(cè)量流速、水位固然很重要，但往往對(duì)流量測(cè)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(shè)計(jì)開(kāi)始。