超聲波明渠流量計由測量液位的儀表和按計量院公布的文件制作的水槽兩部分組成，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。量水堰槽把明渠內(nèi)流量的大小轉(zhuǎn)成液位的高低，儀表測量量水堰槽內(nèi)的水位，再按相應(yīng)量水堰槽的水位與流量關(guān)系推算出流量。
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（如圖）。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。
常用的量水堰槽有，直角三角堰、矩形堰和巴歇爾槽：
使用超聲波明渠流量計，安裝時須知道配用量水堰槽的水位-流量對應(yīng)關(guān)系。巴歇爾槽知道了喉道寬度b，就可以用相應(yīng)的公式算出水位與流量對應(yīng)關(guān)系。
直角三角堰也是用相應(yīng)的公式計算出水位與流量對應(yīng)關(guān)系。
矩形堰也有相應(yīng)的公式。但是還與安裝的渠道尺寸有關(guān)，確定水位與流量關(guān)系時，矩形堰與渠道寬B、開口寬b、上游堰坎高度p有關(guān)。 |
