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上海千實解讀超聲明渠流量計的原理

超聲明渠(非滿管、暗渠)流量計是通過測量液體的平均流速和液位(截面積)來計算流量值的超聲流量儀表。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越大。渠道式流量計量方式廣為采用和被重視。
渠道式流量計量原理與其他管道式流量計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,也有共同點是都要通過測量平均流速和液位(截面積)來計算流量。
平均流速的測量可采用如前所述的多普勒法和時差法來測量。液位的測量方法可采用超聲液位計(多用于非滿管、暗渠)和聲波液位計、壓力式液位計、氣泡式液位計(多用于明渠)。超聲液位測量方法如圖所示。
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,被同一換能順路所接收,經(jīng)放大器放大后,由一閾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 -ι。
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;準確度為(0.25~0.5)%FS。