明渠超聲波流量計

     ，在明渠中設置適當的標準堰或槽，只需在一定位置測出液位，因液位與堰或槽所流出的液體體積流量成單值關系，通過相應計算公式，即可算出液體的瞬時和累積流量。對于半滿管的或渠中的液體，必須給出截面積（或液位）和平均流速才能算出流量。明渠超聲流量計就是應用超聲方法，測量堰、槽、渠、半滿管內流動液體流速或液位，并給出流量值的一種儀表。

關于流速測量的多普勒法（本章第四節中）和時差法（本章第三節中）已如前所述，超聲液位測量方法可用如圖4.19所示來說明。目前國內外普遍采用超聲脈沖回波法。由*向液面垂直發射聲脈沖，聲波遇液面返回，被同一換能器所接收，經放大器放大后，由一自值電路檢測出個回波周期到達的時間與發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-l。超聲液位計所使用的*工作頻率為50~200kHz；量程為0.2~（5~10）m；精確度為（0.25~0.5）%FS。一般來說，各種明渠所側最的流盤范圍很廣，但是測量精確度都不高，約為2%~5%，這是由于堰、槽等的形狀、尺寸、液位值、流速值的誤差，不可避免。

    明渠超聲流量計可應用于下列場合:

    ①引水/輸水工程；

    ②雨水排放監測；

    ③排污監測；

    ④水利工程等；

    ⑤灌溉。

    一、明梁超聲流量計（堰和槽）

    超聲液位測量計與堰或槽相組合構成了明渠超聲流量計。當流過堰、槽液體為自由流態，其上游液位H與流量成單值關系，即

                                          q= KHn

式中  K，n——流量系數。

不同規格的槽或堰n、K值是不一樣的。使用和設計槽或堰必須參閱“明渠堰槽流量計檢定規程”（JJG 211-90）。這里僅給出一些三角形缺口薄壁堰、矩形缺口薄壁堰、等寬薄壁堰和巴歇爾槽的基本尺寸和K、n值，分別見表4.12~表4.15以及圖4.20~圖4.23。表4.16列出了各種槽堰可以測量的流量范圍。

表1.15  巴歇爾槽

表4.16  各種堰、槽的流量范圍

超聲非滿管（渠）流量計

利用超聲法測量非滿管（渠）的流量，無需堰和槽，必須測出液位和平均流速，如圖4.24所示。所采用的方法可見表4.17.

表4.17  超聲非滿管（渠）流量的測量方法

注：所列值實際測量會低一些。