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超聲波明渠流量計(jì)的測量原理-盛天測控

發(fā)布日期: 2024-09-27
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超聲波明渠流量計(jì)的測量原理主要基于超聲波技術(shù),結(jié)合水力學(xué)原理,通過測量明渠中水流的液位高度來間接測量水流的流量。以下是詳細(xì)的測量原理:
1、基本原理
超聲波明渠流量計(jì)由測液位的超聲波探頭和流量計(jì)算變送器組成。它利用超聲波在空氣中的傳播特性,通過測量超聲波從發(fā)射到接收的時(shí)間差來計(jì)算液位高度,進(jìn)而根據(jù)液位高度與流量的對(duì)應(yīng)關(guān)系(通常通過堰槽的幾何尺寸和流量公式確定)來計(jì)算流量。
2、測量步驟
超聲波發(fā)射與接收:
超聲波探頭(發(fā)射器)向水面發(fā)射一束超聲波脈沖。
超聲波脈沖在接觸到水面后發(fā)生反射,被同一探頭或附近的接收器接收。
通過測量超聲波的發(fā)射和接收時(shí)間差(T),結(jié)合超聲波在空氣中的傳播速度(已知),可以計(jì)算出水面到探頭的距離,即液位高度。
液位高度與流量的轉(zhuǎn)換:
在明渠中設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)化的量水堰槽,使流過堰槽的流量與水位成單值關(guān)系。
根據(jù)堰槽的幾何尺寸和類型(如巴歇爾槽、矩形槽、三角堰等),以及已知的流量公式或經(jīng)驗(yàn)公式,將測量到的液位高度轉(zhuǎn)換為流量值。

3、核心技術(shù)
超聲波測距:利用超聲波在空氣中的傳播速度和時(shí)間差來計(jì)算距離,是超聲波明渠流量計(jì)測量液位高度的關(guān)鍵技術(shù)。
數(shù)據(jù)處理:將測量到的液位高度數(shù)據(jù)輸入流量計(jì)算變送器,通過內(nèi)部算法和流量公式轉(zhuǎn)換為流量值,并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和顯示。
4、應(yīng)用特點(diǎn)
非接觸式測量:無需在液體中安裝傳感器,減少了維護(hù)成本和污染風(fēng)險(xiǎn)。
測量范圍廣:適用于矩形、梯形、U型等多種形狀的明渠流量測量。
高精度:通過多點(diǎn)測量和數(shù)據(jù)處理算法提高測量精度。
自動(dòng)化:能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化測量、遠(yuǎn)程傳輸和數(shù)據(jù)分析等功能。
5、應(yīng)用場景
超聲波明渠流量計(jì)廣泛應(yīng)用于城市供水、排水系統(tǒng)、工業(yè)廢水處理、農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)、水利工程等領(lǐng)域,用于測量清水流量和含有一定固體顆粒和懸浮物的污水流量。

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