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超聲波明渠流量計(jì)的測(cè)量原理介紹

更新時(shí)間:2022-06-16 點(diǎn)擊:4552次

超聲明渠(非滿管、暗渠)流量計(jì)是通過(guò)測(cè)量液體的平均流速和液位(截面積)來(lái)計(jì)算流量值的超聲流量?jī)x表。隨著工業(yè)、農(nóng)業(yè)和城市的快速發(fā)展和水資源被污染,能夠直接使用的水缺口越來(lái)越大。渠道式流量計(jì)量方式廣為采用和被重視。
明渠流量計(jì)工作原理
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。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)出第一個(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50~200khz;量程為0.2~(5~10)m;準(zhǔn)確度為(0.25~0.5)%fs。
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*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。
明渠流量計(jì)以流速-水位運(yùn)算法為基礎(chǔ),并采用了流速測(cè)量?jī)x和水位測(cè)量?jī)x,從而測(cè)速和運(yùn)算的準(zhǔn)確性的一種新型智能化流量系統(tǒng),根據(jù)渠道的寬度和測(cè)量精度的要求,采用單探頭法或多探頭法明渠測(cè)流的數(shù)學(xué)模型。
智能明渠流量系統(tǒng)顯示儀中微處理器根據(jù)水位計(jì)測(cè)出的實(shí)際水位和已置入的渠道幾何尺寸、邊坡系數(shù)、渠道精度、水力坡道、流速垂直平面修正系數(shù),按照預(yù)定的數(shù)學(xué)模式計(jì)算出渠道的流量。
明渠流量計(jì)的工作原理是利用明渠技術(shù),通過(guò)測(cè)量流體液位高度,再經(jīng)過(guò)儀器內(nèi)部的微處理器運(yùn)算得到流量。由于是非接觸測(cè)量,明渠流量計(jì)能在較惡劣的環(huán)境中應(yīng)用。明渠流量計(jì)在微機(jī)控制下,,根據(jù)傳輸時(shí)間計(jì)算出明渠流量計(jì)距被測(cè)液面的距離,從而得到液位高度,由于該液位與流量之間有一定的比例關(guān)系,因此可根據(jù)計(jì)算公式得到液體流量Q。 

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