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超聲波明渠流量計的測量原理分析
閱讀：759 發(fā)布時間：2021-7-5
明渠流量計由測量液位的儀表和水槽兩部分組成，液位儀表直接測量的是渠道或者水槽內(nèi)的液體高度。用于明渠測流量時，在明渠上安裝量水堰槽。超聲波明渠流量計通過測量聲波在接觸到渠道水面后反射回來的時間、聲速就可以計算傳感器探頭到液面的距離，從而確定液位。再根據(jù)量水堰的構(gòu)造尺寸，根據(jù)公式算出渠道流量。
常見的量水堰槽分為三種，三角堰，矩形堰，巴歇爾槽。在農(nóng)業(yè)灌溉和污水排放上推薦選擇巴歇爾槽。巴歇爾槽的水位- 流量關(guān)系是由實驗標(biāo)定出來的，數(shù)據(jù)相對精確，只要保證巴歇爾槽下游有水位差，排放暢通，不會積水即可。三角堰和矩形堰的水位- 流量關(guān)系來源于理論計算，容易忽視一些使用條件，帶來附加誤差，而且對上下游落差也有要求。
1、超聲波測液位原理
發(fā)射超聲換能器發(fā)射出的超聲脈沖，通過傳播媒質(zhì)傳播到被測液面，經(jīng)反射后再通過傳聲媒質(zhì)返回到接收換能器，測出超聲脈沖從發(fā)射到接收在傳聲媒質(zhì)中傳播的時間。再根據(jù)傳聲媒質(zhì)中的聲速，就可以算得從換能器到液面的距離。從而確定液位。因此我們可以計算出探頭到反射面的距離D ＝ C*t/2(除以2 是因為聲波從發(fā)射到接收實際是一個來回，D 是距離，C 是聲速，t 是時間）。再通過減法運算就可得出液位值。
2、量水堰槽的測流量原理
流通順暢的明渠內(nèi)流量越大，液位越高；流量越小，液位越低。通過測量水位可以推算出流量。普通明渠內(nèi)流量與水位之間的對應(yīng)關(guān)系，受渠道的坡降比和表面的糙度影響。在渠道內(nèi)安裝量水堰槽，產(chǎn)生節(jié)流作用，使明渠內(nèi)的流量與液位有固定的對應(yīng)關(guān)系，這種對應(yīng)關(guān)系主要取決于量水堰槽的構(gòu)造尺寸，把渠道的影響盡可能減小。
常見的量水堰槽分為三種，三角堰，矩形堰，巴歇爾槽。在農(nóng)業(yè)灌溉和污水排放上推薦選擇巴歇爾槽。巴歇爾槽的水位- 流量關(guān)系是由實驗標(biāo)定出來的，數(shù)據(jù)相對精確，只要保證巴歇爾槽下游有水位差，排放暢通，不會積水即可。三角堰和矩形堰的水位- 流量關(guān)系來源于理論計算，容易忽視一些使用條件，帶來附加誤差，而且對上下游落差也有要求。