多普勒超聲波明渠流量計的工作原理和使用條件

多普勒超聲波明渠流量計的工作原理和使用條件
工作原理： 
多普勒超聲波明渠流量計產品有三個功能：測平均流速、測水深、測水溫。 
1、水溫測量：其中水溫測量使用溫度探頭，溫度探頭不與水接觸，緊貼儀器外包裝材料頂部，需要置于水底一定時間后才能反映實際水溫。測水溫的目的是校正超聲波在水中的速度，并修正壓力傳感器所測得的水位值。 
2、水深測量（過水斷面面積）：水深測量使用進口高精度壓力傳感器，置于儀器底部，其探頭感應部位與水直接接觸；水深測得后，通過渠道段斷面形狀可求得過水斷面面積。 
3、平均流速測量：流速的測量是通過超聲波探頭（換能器）發射與接受超生波信號并做相應的計算處理而獲得的：換能器1發射頻率為f1的超聲波信號，以一定角度由水下向水面發射，在碰到水中的懸浮顆粒或氣泡后，頻率發生偏移，并以f2的頻率反射到換能器 
4、這就是多譜勒將就，f2與f1之差即為多譜勒頻差fd。設流體流速為v，超聲波聲速為c，多譜勒頻移fd正比于流體流速v。水中會有大量的雜質顆粒與氣泡，每一個反射粒子對應一個多譜勒頻移fd，通過換算可求得其流速，這些大量粒子的平均流速也即流體的平均流速。 
通過測得的平均流速及水位及斷面尺寸，可求得斷面流量。

使用條件：
水質要求：
含有一定微小雜質或氣泡的水體，水中漂浮物不易過多。
1、當水中漂浮物過多而又使用本儀器時，雜草或塑料袋等有可能覆蓋探頭而使之工作失效，這時需在儀器工作不正常時及時清除探頭上的覆蓋物。條件允許時可在上游設置攔污柵，但攔污柵距儀器距離不小于5倍水力半徑，以免水草等淤積于攔污柵前會造成流態不穩，這時攔污柵前的雜物需定期清除。(當水草等雜物過多而干擾儀器時，需對測量結果進行處理，將其中的干擾數據去掉，具體可由軟件或人工來實現；如果干擾嚴重的話干擾數據的處理需要有經驗的專業人員來進行)。
2、當水質達到二級飲用水時，選擇有氣泡處(如跌水或閘門下游一定距離處)進行測量。當有氣泡處的流態不穩定不符合測流流態要求且不能采取有效的輔助穩流措施（如設置整流柵或穩流蓋板）時，這時只能選擇流態平穩段進行測量并采用如下特殊手段：
a:當為灌溉用水時在測量處上游渠底放置一定量的土塊：流速較低時可保持相當長的時間；當流速變大時會將土塊沖刷干凈，但此時水體中會產生氣泡并可滿足測量要求。因此當流速加大又變小后，需重新在上游渠底放置一定量的土塊。
b:在測量處上游一定位置設置跌水裝置以產生氣泡(如擋水格柵，此時會產生一定的水頭損失，并在流速加大時有可能在下游一定距離內產生亂流)。
測流斷面的選擇(流態要求)：
測流斷面上游要求有10倍水力半徑的順直段，下游有5倍水力半徑的順直段，且斷面形狀規則穩定，以保證安裝位置的水流流態均勻穩定。如果安裝位置流態較差或順直段較短，一種辦法是在上游設置整流柵(或穩流蓋板)來穩定流態，此時應注意當水中雜草過多時會堵塞整流柵而起到相反的作用，解決的辦法是在雜草堵塞整流柵時及時清除或在上游增設攔污柵；另一種辦法是率定一個修正系數或在同一位置的左右岸各設置1臺儀器或將儀器安裝于渠道中間位置。以上兩種辦法均會影響到儀器的測量精度。
含沙渠道的應用
儀器分為A、B、C三種型號，以適應不同含沙量的水質：
含沙量選用型號6～25kg/m3 A型3～6 kg/m3 B型0～3 kg/m3 C型。

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