SULN-200超聲波明渠流量計的工作原理分析

儀表的工作原理

1、量水堰槽的測流量原理

 明渠內的流量越大，液位越高；流量越小，液位越低（參見圖五）。對于一般的渠道，液位與流量沒有確定的對應關系。因為同樣的水深，流量的大小，還與渠道的橫截面積、坡度、粗糙度有關。在渠道內安裝量水堰槽（參見圖六），由于堰的缺口或槽的縮口比渠道的橫截面積小，因此，渠道上游水位與流量的對應關系主要取決于堰槽的幾何尺寸。同樣的量水堰槽放在不同的渠道上，相同的液位對應相同的流量。量水堰槽把流量轉成了液位。通過測量流經量水堰槽內水流的液位，可以根據相應量水堰槽的水位-流量關系，求出流量。常用的量水堰槽種類如圖六。

量水堰槽的水位-流量關系可以從國家計量檢定規程《明渠堰槽流量計》JJG711-90中查到。本說明書的第七章摘抄了一些常用的類型。

每種類型的量水堰槽，都有自己的固定水位-流量對應關系。確定水位-流量關系時，三角堰要求要有渠道寬B、開口角度、上游堰坎高p的參數；矩形堰要有渠道寬B、開口寬b、上游堰坎高p的參數；巴歇爾槽只要求有喉道寬度的參數b。

2、超聲波測液位原理（參見圖七）

本儀表采用超聲波回聲測距法測液位。探頭固定安裝在量水堰槽水位觀測點上方（水位觀測點的位置見堰槽構造說明）。探頭對準水面。探頭向水面發射超聲波。超聲波經過t時間，到達水面。這部分能量被水面反射后，被探頭接收。儀表記下這段時間的長度t。探頭內部安裝有溫度傳感器，并把溫度信號傳遞給儀表。儀表計算出探頭的當前溫度，根據超聲波的傳播速度和經過的時間t，經過溫度補償計算出水面到探頭的距離D。

安裝儀表時，通過按鍵向儀表內存內設置探頭到“水位=0”的距離L（二級菜單頁面1中“零 距”參數項）。在實際測量中，液位H是實時變化的，儀表根據所測時間t計算出液面距離D，從而得到當前液位H，（H＝L-D）。

由于產品生產中,各種材料的離散性；電路的延遲也不一致。儀表實際計算液位時使用的運算式為：H=L-KD，其中“K”為液位校正系數。“K”的數值要經過標定來確定。儀表的二級菜單頁面4中“液位校正”參數項用于存儲“K”，儀表出廠時已經校正好。一般情況下禁止修改此“液位校正”參數。

3、儀表的工作原理（圖八）儀表控制探頭發射和接收超聲波。按圖八的過程轉為液位（單位：米）。再通過查水位-流量表，把液位轉成流量（單位：立方米/小時）。

 水位-流量表是存儲在儀表里的一組數據。本儀表的水位-流量表是按相等的液位間隔存儲的。例如使用三角堰時，液位的間隔設為為“0.01m”。儀表的內存中存有：液位=“0.00m”時對應的流量=“0.0000L/S”；液位=“0.01m”時 對應的流量=“0.0136L/S”；液位=“0.02m”時對應的流量=“0.0772 L/S”；液位=“0.03m”時對應的流量=“0.2127L/S”。一些常用的液位-流量表已預先設置在儀表內。使用時通過參數表選擇對應的堰槽種類就可以得到相應的水位-流量表。                                                                                                                                                                                                                        ???  儀表把瞬時流量按時間累加，得出累計流量。累計流量共12位數字。當累計滿12位時，自動回零，重新累計。

儀表上輸出的電信號有三種：4～20mA電流信號，為瞬時流量；繼電器的開關量，根據參數設置，或按每累計多少流量動作一次，或按液位的報警點，或按液位的上下限動作；RS-485信號，為瞬時流量和累計流量。