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超声波明渠流量计的测量原理分析

发表时间:2021-07-05      点击次数:176
      明渠流量计由测量液位的仪表和水槽两部分组成,液位仪表直接测量的是渠道或者水槽内的液体高度。用于明渠测流量时,在明渠上安装量水堰槽。超声波明渠流量计通过测量声波在接触到渠道水面后反射回来的时间、声速就可以计算传感器探头到液面的距离,从而确定液位。再根据量水堰的构造尺寸,根据公式算出渠道流量。

    1、超声波测液位原理
    发射超声换能器发射出的超声脉冲,通过传播媒质传播到被测液面,经反射后再通过传声媒质返回到接收换能器,测出超声脉冲从发射到接收在传声媒质中传播的时间。再根据传声媒质中的声速,就可以算得从换能器到液面的距离。从而确定液位。因此我们可以计算出探头到反射面的距离D = C*t/2(除以2 是因为声波从发射到接收实际是一个来回,D 是距离,C 是声速,t 是时间)。再通过减法运算就可得出液位值。
 
     2、量水堰槽的测流量原理
    流通顺畅的明渠内流量越大,液位越高;流量越小,液位越低。通过测量水位可以推算出流量。普通明渠内流量与水位之间的对应关系,受渠道的坡降比和表面的糙度影响。在渠道内安装量水堰槽,产生节流作用,使明渠内的流量与液位有固定的对应关系,这种对应关系主要取决于量水堰槽的构造尺寸,把渠道的影响尽可能减小。

    常见的量水堰槽分为三种,三角堰,矩形堰,巴歇尔槽。在农业灌溉和污水排放上推荐选择巴歇尔槽。巴歇尔槽的水位- 流量关系是由实验标定出来的,数据相对精确,只要保证巴歇尔槽下游有水位差,排放畅通,不会积水即可。三角堰和矩形堰的水位- 流量关系来源于理论计算,容易忽视一些使用条件,带来附加误差,而且对上下游落差也有要求。

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