明渠超聲波流量計

     ，在明渠中設置適當?shù)臉藴恃呋虿郏恍柙谝欢ㄎ恢脺y出液位，因液位與堰或槽所流出的液體體積流量成單值關系，通過相應計算公式，即可算出液體的瞬時和累積流量。對于半滿管的或渠中的液體，必須給出截面積（或液位）和平均流速才能算出流量。明渠超聲流量計就是應用超聲方法，測量堰、槽、渠、半滿管內(nèi)流動液體流速或液位，并給出流量值的一種儀表。

關于流速測量的多普勒法（本章第四節(jié)中）和時差法（本章第三節(jié)中）已如前所述，超聲液位測量方法可用如圖4.19所示來說明。目前國內(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，被同一換能器所接收，經(jīng)放大器放大后，由一自值電路檢測出個回波周期到達的時間與發(fā)射脈沖間的時間間隔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℃時的聲速。

    于是，液位H=h-l。超聲液位計所使用的超聲換能器工作頻率為50~200kHz；量程為0.2~（5~10）m；精確度為（0.25~0.5）%FS。一般來說，各種明渠所側最的流盤范圍很廣，但是測量精確度都不高，約為2%~5%，這是由于堰、槽等的形狀、尺寸、液位值、流速值的誤差，不可避免。

    明渠超聲流量計可應用于下列場合:

    ①引水/輸水工程；

    ②雨水排放監(jiān)測；

    ③排污監(jiān)測；

    ④水利工程等；

    ⑤灌溉。

    一、明梁超聲流量計（堰和槽）

    超聲液位測量計與堰或槽相組合構成了明渠超聲流量計。當流過堰、槽液體為自由流態(tài)，其上游液位H與流量成單值關系，即

                                          q= KHn

式中  K，n——流量系數(shù)。

不同規(guī)格的槽或堰n、K值是不一樣的。使用和設計槽或堰必須參閱“明渠堰槽流量計檢定規(guī)程”（JJG 211-90）。這里僅給出一些三角形缺口薄壁堰、矩形缺口薄壁堰、等寬薄壁堰和巴歇爾槽的基本尺寸和K、n值，分別見表4.12~表4.15以及圖4.20~圖4.23。表4.16列出了各種槽堰可以測量的流量范圍。

表1.15  巴歇爾槽

表4.16  各種堰、槽的流量范圍

超聲非滿管（渠）流量計

利用超聲法測量非滿管（渠）的流量，無需堰和槽，必須測出液位和平均流速，如圖4.24所示。所采用的方法可見表4.17.

表4.17  超聲非滿管（渠）流量的測量方法

注：所列值實際測量會低一些。