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超聲波明渠流量計(jì)測量原理及計(jì)算公式
日期：2023-02-14 點(diǎn)擊量：
1.測量原理
超聲波明渠流量計(jì)由量水堰(槽)和水位流量轉(zhuǎn)換儀表(二次儀表)組成,其中二次儀表除完成水位流量轉(zhuǎn)換外,還顯示瞬時(shí)流量和累積流量。在流體流經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)堰或槽時(shí),將形成液位與流量的對應(yīng)關(guān)系,二次儀表測量液位,再根據(jù)相應(yīng)公式(儀表內(nèi)部微處理器運(yùn)算)轉(zhuǎn)換成流量進(jìn)行顯示。常用超聲回波測距法來測量液位，超聲波固定探頭安裝在量水堰(槽)水位觀測點(diǎn)上方。
1)堰。在流道中設(shè)置上部有缺口的板壁,流體被堰擋住,水位有--定升高,然后通過缺口向下游側(cè)流去。這時(shí)板壁上游側(cè)水位與流量有對應(yīng)關(guān)系,通過測量水位可以計(jì)算出流量值。根據(jù)缺口形狀,分為三角堰、矩形堰、等寬堰等。
2)槽。敞開流道的某部分節(jié)流時(shí),該處的流速增大,同時(shí)該部分的水位下降,測量水位的下降量求流量的裝置叫做水槽。常用的水槽有巴歇爾水槽和帕爾默·玻魯斯水槽。
因篇幅有限，文中僅介紹三角堰、矩形堰及巴歇爾槽的測量原理及計(jì)算公式。
2.流量計(jì)算公式
1)三角堰結(jié)構(gòu)如圖1所示，三角堰流量公式如下:
式中:qv--體積流量,m³/s;Ce--流量系數(shù)(需查表);θ--角缺口夾角,20°≤θ≤100°;he--有效水頭,m,he=h+Kh(h-實(shí)測水頭，m,Kh--水頭修正系數(shù))。
2)矩形堰結(jié)構(gòu)如圖2所示,矩形堰流量公式如下:
式中:be--有效堰口寬度,m,be=b+Kb(b-實(shí)測堰口寬度,m,Kb--寬度修正系數(shù))
3)巴歇爾槽為矩形橫斷面短喉道槽,由喉道上游均勻收縮段、喉道段和喉道下游均勻擴(kuò)散段組成,如圖3所示。根據(jù)喉道寬度分為三種類型:小型槽(b=0.076,0.152,0.228m)、標(biāo)準(zhǔn)型槽(0.25m≤b≤2.4m)和大型槽(3.05m≤b≤15.24m)。因篇幅有限,文中僅介紹標(biāo)準(zhǔn)型槽的水位流量關(guān)系。超聲波明渠流量計(jì)的巴歇爾槽流量公式如下:
式中:b-喉道寬度,m;ha--實(shí)測水頭,m。
超聲波明渠流量計(jì)由量水堰(槽)和水位流量轉(zhuǎn)換儀表(二次儀表)組成,其中二次儀表除完成水位流量轉(zhuǎn)換外,還顯示瞬時(shí)流量和累積流量。在流體流經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)堰或槽時(shí),將形成液位與流量的對應(yīng)關(guān)系,二次儀表測量液位,再根據(jù)相應(yīng)公式(儀表內(nèi)部微處理器運(yùn)算)轉(zhuǎn)換成流量進(jìn)行顯示。常用超聲回波測距法來測量液位，超聲波固定探頭安裝在量水堰(槽)水位觀測點(diǎn)上方。
1)堰。在流道中設(shè)置上部有缺口的板壁,流體被堰擋住,水位有--定升高,然后通過缺口向下游側(cè)流去。這時(shí)板壁上游側(cè)水位與流量有對應(yīng)關(guān)系,通過測量水位可以計(jì)算出流量值。根據(jù)缺口形狀,分為三角堰、矩形堰、等寬堰等。
2)槽。敞開流道的某部分節(jié)流時(shí),該處的流速增大,同時(shí)該部分的水位下降,測量水位的下降量求流量的裝置叫做水槽。常用的水槽有巴歇爾水槽和帕爾默·玻魯斯水槽。
因篇幅有限，文中僅介紹三角堰、矩形堰及巴歇爾槽的測量原理及計(jì)算公式。
2.流量計(jì)算公式
1)三角堰結(jié)構(gòu)如圖1所示，三角堰流量公式如下:
式中:qv--體積流量,m³/s;Ce--流量系數(shù)(需查表);θ--角缺口夾角,20°≤θ≤100°;he--有效水頭,m,he=h+Kh(h-實(shí)測水頭，m,Kh--水頭修正系數(shù))。
2)矩形堰結(jié)構(gòu)如圖2所示,矩形堰流量公式如下:
式中:be--有效堰口寬度,m,be=b+Kb(b-實(shí)測堰口寬度,m,Kb--寬度修正系數(shù))
3)巴歇爾槽為矩形橫斷面短喉道槽,由喉道上游均勻收縮段、喉道段和喉道下游均勻擴(kuò)散段組成,如圖3所示。根據(jù)喉道寬度分為三種類型:小型槽(b=0.076,0.152,0.228m)、標(biāo)準(zhǔn)型槽(0.25m≤b≤2.4m)和大型槽(3.05m≤b≤15.24m)。因篇幅有限,文中僅介紹標(biāo)準(zhǔn)型槽的水位流量關(guān)系。超聲波明渠流量計(jì)的巴歇爾槽流量公式如下:
式中:b-喉道寬度,m;ha--實(shí)測水頭,m。
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