一、产品简介
超声波明渠流量计是明渠流量计的一种,常见的有堰式明渠流量计和槽式明渠流量计两大类。由测液位的超声波探头和流量计算变送器组成,采用非接触式超声波探测技术。探头安装于水面之上的渠道或堰槽侧壁,通过精确计算超声波脉冲从发射到经水面反射接收的时差法测量水位高度再结合预设的堰槽断面尺寸及水力模型得出流量。按结构不同可分为一体式和分体式。适用于水库、河流、水利工程、城市供水、污水处理、农田灌溉、水政水资源等矩形、梯形、U型明渠流量的测量,并在灌区计量、水权交易、排污口监管及智慧水利系统中发挥关键作用。
二、工作原理
超声波明渠流量计与相应的巴歇尔槽、三角堰、矩形堰等堰槽配用,利用超声波在空气中的传播规律来测量液位高度,具体而言,其采用超声波回声测距法,探头向液面垂直发射高频声脉冲,通过测量发射与接收的时间差(时差法),结合声速(环境声速=331.5+0.6×温度)计算出探头至液面的距离,从而得到液位高度。并不断把液位信息传输给主机,主机通过运算系统,自动测出瞬时流量和累计流量并存储。流量换算基于标准量水堰槽(如巴歇尔槽、三角堰、矩形堰)的水位-流量关系,设备内置相应堰槽的几何参数与流量系数,通过查表或公式(如Q=C×Hⁿ)将液位转换为流量。 对于大型或流态复杂的明渠,可采用多声道测量技术,通过在渠道不同高度安装多对探头,测量各声道流速并加权平均,以提升断面平均流速和流量的测量精度。内置的温度传感器可对环境温度进行实时监测,并对超声波在空气中的传播速度进行自动补偿,以消除温度变化对液位测量精度的影响。超声波明渠流量计必须搭配堰槽测量。其作用是通过特定几何结构将明渠中不确定的水位-流量关系转变为确定的关系,从而通过测量液位反推流量 。通常搭配三角堰、矩形堰、巴歇尔槽来测量。选择时需要根据实际工况考虑介质类型、供电方式、结构形式等因素,并参考相应堰槽的规格参数。
三、技术参数
供电:220V AC/50HZ或24V DC 、12V DC、电池供电、太阳能供电
测量范围:0.1m³/h-99999.99m³/h,根据不同的堰槽来确定
累计范围:429000000.00m³
盲区(如0.2-0.6米或0.25-0.5米)
液位测量精度:0.5%
分辨率:3mm或0.1%(取大者)
流量测量精度:标准堰槽1-5%(符合国家标准要求的堰槽和渠道),非标堰槽10-50%
输出信号(4-20mA、RS485/Modbus、继电器)
防护等级:显示仪表IP66,探头IP68
环境温度范围(如-20℃~+60℃或-30℃~+80℃)
四、产品特点
1、非接触式测量,传感器安装于水面之上,不与被测流体直接接触,避免了因污水、腐蚀性介质、漂浮物等导致的传感器堵塞、缠绕、腐蚀和磨损问题,适用于恶劣的现场环境 。
2、传感器外壳通常采用聚碳酸酯材料,防护等级可达IP68,使用寿命长 。
3、3°发射角,搭配小堰槽也能测
4、可测量非满管(圆管、蛋形管或其它异形管)流量、渠道(圆形渠、矩形渠或其它异形渠)流量、天然的河、溪流量以及污水排放渠道或管道(下水道)流量 。
5、可提供瞬时流量值和累计流量值 。
6、输出信号:RS-485、Modbus、4-20Ma电流信号和多路开关量 。
7、探头可在恶劣的现场和污水水质下长期工作,适合苛刻的工业场合 。
8、可选配短信或GPRS无线模块实现远程遥测。
9、内置自动温度补偿功能,实时修正声速因环境温度变化而产生的偏差 。
10、盲区可调节,可手动设置屏蔽范围,有效滤除探头附近固定障碍物的干扰信号 。
11、部分产品内置防雷装置,增强在野外或工业区的抗干扰和防护能力。
12、具备较强的抗干扰能力 。
13、仪表内置EEPROM存储器,确保停电时累计流量等关键数据不会丢失。
五、安装注意事项
1.超声波发射范围内,与被测液体表面之间不能有任何障碍物
2.探头发射面到最高水位之间要>超声波探头的盲区
3.探头要安装在堰槽的上游
探头选择说明:
1-5号巴歇尔槽建议用100KHZ的M48*2探头
测量范围1米,不容易打到巴歇尔槽的壁或者转角行成虚假信号
探头盲区小,只有10-13cm,安装支架可以做的更低
6-25号巴歇尔槽建议用64KHZ的M48*2探头,测量范围2米,盲区30cm
探头应安装在量水堰槽水位观测点的上方,探头发声的一面要对准水面。可以用水平尺放在探头上盖上,通过校上盖水平使探头对准水面。巴歇尔槽水位观测点在距喉道2/3收缩段长位置;三角堰、矩形堰在上游一侧,距堰板3~4倍最大过堰水深处。安装探头时,要注意超声波的盲区,即当出现可能的最高水位时,探头距水面的距离不小于盲区距离(通常为0.5米)。
量水堰槽的安装需注意:其中心线要与渠道的中心线重合,使水流进入量水堰槽不出现偏流。量水堰槽通水后,水的流态要自由流。三角堰、矩形堰下游水位要低于堰坎;巴歇尔槽的淹没度要小于规定的临界淹没度。量水堰槽的上游应有大于5倍渠道宽的平直段,使水流能平稳进入量水堰槽。量水堰槽安装在渠道上要牢固,与渠道侧壁、渠底连结要紧密,不能漏水,确保水流全部流经量水堰槽的计量部位(堰口或喉道段)。
日常维护包括:定期清洁探头表面,避免污物遮挡影响超声波发射与接收;检查电缆及连接处是否完好。对于电池供电型号,在无外接电源时应定期(如至少每1.5个月)进行充放电以保持电池活性;终端机应置于干燥处,注意防潮 。
使用中需注意:探头前端的超声波收发装置应避免硬物撞击或划伤;仪器应避免在太阳下长时间暴晒;通信电缆线由于内部结构原因,不能弯折过度且需防止进水。
注:产品类型标准型、防腐型(适用于腐蚀性液体)、防爆型(如EX ia(d)iaⅡBT4以及集成GPRS无线数据传输功能的型号。