超聲波流量計的測流原理及其應(yīng)用
加入技術(shù)交流群
3.1根據(jù)超聲波聲道結(jié)構(gòu)類型可分為單聲道和多聲道超聲波流量計
單聲道超聲波流量計是在被測管道或渠道上安裝一對換能器構(gòu)成一個超聲波通道，應(yīng)用比較多的換能器是外夾式和插入式。單聲道超聲波流量計結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，但這種流量計對流態(tài)分布變化適應(yīng)性差，測量精度不易控制，一般用于中小口徑管道和對測量精度要求不高的渠道。多聲道超聲波是在被測管道或渠道上安裝多對超聲波換能器構(gòu)成多個超聲波通道，綜合各聲道測量結(jié)果求出流量。與單聲道超聲波流量計相比，多聲道流量計對流態(tài)分布變化適應(yīng)能力強，測量精度高，可用于大口徑管道和流態(tài)分布復雜的管渠。
3.2根據(jù)超聲波流量計適用的流道不同可分為管道流量計、管渠流量計和河流流量計
管道流量計一般是指用于有壓管道的流量計，其中也包括有壓的各種形狀斷面的涵洞，這種流量計一般是通過一個或多個聲道測量流體中的流速，然后求得流量。用于管渠的超聲波流量計除了要具有測流速的換能器以外，還需要有測水位的換能器，根據(jù)測得的流速和水位求得流量。用于管渠的流量計一般含有多個測速換能器(由聲道數(shù)決定)和一個測水位換能器。多數(shù)河流超聲波流量計僅測流速和水位，而河流的過水流量由用戶根據(jù)河床斷面進行計算。
4應(yīng)用研究
結(jié)合國家大型灌區(qū)信息化建設(shè)的研究內(nèi)容，作者在昌樂縣高崖水庫灌區(qū)的北干渠上布設(shè)了4處監(jiān)測站：其中徐家廟監(jiān)測站渠底寬7.0m，水深1.0～2.0m，采用5聲道明渠超聲波流量計監(jiān)測，見圖5。山秦監(jiān)測站將一段明渠改造為有壓管道輸水，管徑是1.4m，采用單聲道管道超聲波流量計監(jiān)測，見圖6。在日照水庫灌區(qū)總干渠上布設(shè)了6個測站，其中石咀監(jiān)測站渠寬4m，水深1.5～2m，采用了多普勒超聲波流量計進行監(jiān)測，見圖7。
圖7石咀測站多普勒超聲波流量計示意圖各測站采用高精度流速儀對所測的瞬時流量進行對比分析。通過比較和個別參數(shù)修訂，各測站測出的瞬時流量穩(wěn)定可靠，與流速儀測出的數(shù)據(jù)有很高的一致性。
5結(jié)束語
超聲波測流技術(shù)以其測量精度高、實時性好的特點越來越得到重視。但因其價格高、專業(yè)性強、維護管理要求高使其應(yīng)用推廣較慢。隨著國家對水利投入的加大和節(jié)水型社會的建設(shè)，該技術(shù)設(shè)備將很快成為主要測流手段而得到廣泛的應(yīng)用。
參考文獻
〔1〕馬樹升.灌區(qū)水情無線數(shù)傳實時監(jiān)控的內(nèi)容與方法〔J〕.山東農(nóng)業(yè)大學學報,2003,(1):63-65
〔2〕 楊豐,楊俊清.多普勒法測流技術(shù)簡介〔J〕.水文,2004,(2):58-59
〔3〕 廖志敏,熊珊.超聲波流量計的研究和應(yīng)用〔J〕.管道計術(shù)與設(shè)備,2004,(4):12-14
〔4〕 雷艷,范秀華.梯形渠道多聲道超聲波測流數(shù)學模型及計算方法〔J〕.武漢水利水電大學學報,1997,(1):11-16(end)
評論