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超声波明渠流量计的测量原理介绍

更新时间:2022-06-16 点击:2204次

超声明渠(非满管、暗渠)流量计是通过测量液体的平均流速和液位(截面积)来计算流量值的超声流量仪表。随着工业、农业和城市的快速发展和水资源被污染,能够直接使用的水缺口越来越大。渠道式流量计量方式广为采用和被重视。
明渠流量计工作原理
渠道式流量计量原理与其他管道式流量计量方法比具有一定的复杂性。它具有不同尺寸不同材质的渠底、渠壁和自由液面,不但断面形状各异,而且水平和垂直流速分布不同,流态复杂。但是,也有共同点是都要通过测量平均流速和液位(截面积)来计算流量。  平均流速的测量可采用如前所述的多普勒法和时差法来测量。液位的测量方法可采用超声液位计(多用于非满管、暗渠)和声波液位计、压力式液位计、气泡式液位计(多用于明渠)。超声液位测量方法。目前国内外普遍采用超声脉冲回波法。由超声换能器向液面垂直发射声脉冲,声波遇液面返回,被同一换能顺路所接收,经放大器放大后,由一阈值电路检测出第一个回波周期到达的时间与发射脉冲间的时间间隔t,则  式中,c为空气中的声速,c=331.4+0.6tm/s ,t为摄氏温度,331.4m/s为0℃时的声速。于是,液位h = h -ι。  超声液位计所使用的超声换能器工作频率50~200khz;量程为0.2~(5~10)m;准确度为(0.25~0.5)%fs。
由于,通过实测流速、液位(截面积)来演算流量,所以要比只测量液位的堰、槽、渠式流量计测量准确度高。  可实现多声道测量,测量准确度随实际参与测量的声道数的增加而提高。  当液位低于*低声道时,作为堰、槽流量计(液位和流速的函数关系)测量。  被测渠(管、涵洞)的断面不受限制,而且可测渠宽可达上百米。
明渠流量计以流速-水位运算法为基础,并采用了流速测量仪和水位测量仪,从而测速和运算的准确性的一种新型智能化流量系统,根据渠道的宽度和测量精度的要求,采用单探头法或多探头法明渠测流的数学模型。
智能明渠流量系统显示仪中微处理器根据水位计测出的实际水位和已置入的渠道几何尺寸、边坡系数、渠道精度、水力坡道、流速垂直平面修正系数,按照预定的数学模式计算出渠道的流量。
明渠流量计的工作原理是利用明渠技术,通过测量流体液位高度,再经过仪器内部的微处理器运算得到流量。由于是非接触测量,明渠流量计能在较恶劣的环境中应用。明渠流量计在微机控制下,,根据传输时间计算出明渠流量计距被测液面的距离,从而得到液位高度,由于该液位与流量之间有一定的比例关系,因此可根据计算公式得到液体流量Q。 

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