开放式渠道流量计，超声波多普勒明渠流量

时间：2021-12-15

开放式渠道流量计，超声波多普勒明渠流量
灌区量水是灌溉用水管理的基本条件，是促进节约用水的有效手段，以往的水费计量多采用按面积进行粗狂式预估，这对于节水灌溉是非常不合理的。近几年来，灌区改革迫切需要完善灌溉用水计量系统。
常规的渠道量水的方法有以下几种：
1.流速面积法
通过各种流速传感器将渠道的平均流速V测量出来，然后通过水位和渠道的形态换算出过流面积S，利用平均流速乘以过流面积即可计算出相应的流量。
2.平均流速公式法
求明渠水流的平均流速的公式有很多，其中典型公式有谢才公式和曼宁公式，流速公式法是通过测量水面的坡度，预估粗糙程度，结合水流截面的形态，利用谢才公式和曼宁公式计算出平均流速，再计算出流量的。
3.水位流量曲线法
利用水位流量曲线的对应关系，测量水位就可以求出流量。初次使用时需使用其他设备对水位流量进行校准。
4.量水堰槽法
量水堰槽法是利用修建固定的堰槽，利用水位直接换算出流量的，常用的堰槽有三角堰、矩形堰、梯形堰、巴歇尔槽等。
这4种方法中精度较高的是流速面积法，因为它是直接测量水流速度的，其他的3种方法均是采用水力学公式利用水位换算出的流量。
流速面积法较典型的代表产品是多普勒超声波流量计，其利用多普勒效应进行流速测量，内部集成水位计测量水位并换算过流面积。
多普勒超声波流量计基于速度面积法，其流速精度可达测量流速的1%±1cm/s，且测量不受断面尺寸影响，各种环境都能测量。只需要设置好渠道的形态参数，设备能自动的计算出过流面积，这是其他厂家的流量计所不能比拟的。
而灌区中有很多的干渠是比较宽的渠道，在不同的地方水流的速度是不一致的。长期以来没有很好的在线流量测量方案。
我司在国内首先提出了可以级联的宽渠道流量测量方案。其实现原理是利用多个多普勒超声波流量计间隔的安装于所要测量的断面上，多普勒超声波流量计通过RS485总线连接至控制器，分布的多个多普勒超声波流量计在渠道断面分成若干个截面，每个多普勒超声波流量计分别测量其所在截面的流速、水位、流量。控制器能够直接将级联的多台多普勒超声波流量计进行积算从而计算出河道的总流量。这种方式能够轻松的解决由于渠道较宽而导致的流量测量不准确，一般情况下每4-5米放置一个流量计探头，能够保证较大的测量精度。客户可根据对于所测量渠道的精度的要求和施工条件合理的选择流量计的数量。

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