超聲波明渠流量計原理說明

超聲波明渠流量計原理說明

MQ系列超聲波明渠流量計直接測量的物理量是液位。用于明渠測流量時，在明渠上安裝量水堰槽。量水堰槽把明渠內流量的大小轉成液位的高低。儀表測量量水堰槽內的水位，再按相應量水堰槽的水位—流量關系反算出流量。

1、超聲波測液位原理

發射超聲換能器發射出的超聲脈沖，通過傳播媒質傳播到被測液面，經反射后再通過傳聲媒質返回到接收換能器，測出超聲脈沖從發射到接收在傳聲媒質中傳播的時間。再根據傳聲媒質中的聲速，就可以算得從換能器到液面的距離。從而確定液位。

因此我們可以計算出探頭到反射面的距離D ＝ C*t/2（除2是因為聲波路徑要往返的原因，D是距離，C是聲速，t是時間）。再通過減法運算就可得出液位值。

2、量水堰槽的測流量原理

流通順暢的明渠內流量越大，液位越高；流量越小，液位越低（如下圖）。通過測量水位可以反算出流量。普通明渠內流量與水位之間的對應關系，受渠道的坡降比和表面的糙度影響。在渠道內安裝量水堰槽，產生節流作用，使明渠內的流量與液位有固定的對應關系，這種對應關系主要取決于量水堰槽的構造尺寸，渠道的影響減小至最小

常用的量水堰槽有，直角三角堰、矩形堰和巴歇爾槽（如下圖）

使用 MQ系列超聲波明渠流量計，安裝時必須知道配用量水堰槽的水位-流量對應關系。

量水堰槽的水位-流量關系可以從國家計量檢定規程《明渠堰槽流量計》JJG711-90中查到。本說明書摘抄了一部分（第六、量水堰槽）。

巴歇爾槽知道了喉道寬度b，就可以用相應的公式算出水位-流量對應關系。

直角三角堰和矩形堰也有相應的公式。但是還與按裝的渠道尺寸有關。確定水位-流量關系時，三角堰與渠道寬B、開口角度、上游堰坎高度p有關；矩形堰與渠道寬B、開口寬b、上游堰坎高度p有關。

如果對計算量水堰槽水位-流量不熟悉，可將使用的量水堰槽參數通知儀表生產廠。生產廠幫助計算。應注意同時提供上述與確定水位-流量關系有關的參數。