Ultrasonic Open Channel Flow meter

超声波明渠流量计可测量堰、槽、渠道和部分充水管道中的水位、流量和总流量。超声波明渠流量计通常与帕歇尔水槽配合使用,采用水力流量测量、超声波定位、微电脑处理、数字显示等技术,可在恶劣环境下安装并自动测量。常用于农业灌溉用水量测量、废水、污水等流量测量。

Sino-Inst 提供多种超声波流量计,用于流量测量。如有任何疑问,请联系我们的销售工程师。

超声波明渠流量计的特点

  • 超声波非接触式液位测量 完全不影响流量。精确的液位测量使其成为理想的液位计。
  • 探头功耗低、安装简便、定位方便。广泛应用于河流、供水、工厂、城市污水管道等相关领域。
  • 流量累加器操作简便,适用于多种类型的水量测量堰,包括薄壁直角三角堰、矩形堰和帕歇尔槽。
  • 流量累加器具有历史流量记录功能,可记录过去60小时、30天、12个月和10年的流量数据。更多历史数据可通过SD卡实时记录。
  • 仪器控制功能全面,四路继电器信号输出,易于连接常用执行器(电机、报警器等)。
  • 根据工作条件要求,探头可选用IP68防护等级、防腐蚀、防爆、小盲区高精度、超低功耗、大量程等特殊型号。
  • 内置远程通讯模块,可定制多种通讯协议(下单时可定制)。

延伸阅读:流量累加器 vs 流量计

超声波明渠流量计规格

结构一体式和分体式
测量范围0.1m³/h~99999.99m³/h,具体范围根据不同的堰槽而定
累计流量最大值:429000000.00m³
液位测量精度0.50%
分辨率3mm 或 0.1%(取较大值)
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),
非标准堰槽 10~50%
供电方式220VAC±15% 50HZ,或 24VDC 120mA,(可选)12VDC,电池供电,太阳能供电
防护等级显示仪器 IP66,探头 IP68
探头选择说明建议使用 100KHz M48×2 探头测量 1-5 号帕歇尔槽,
测量范围为 1 米,不易撞击帕歇尔槽壁或角部产生误信号;
探头盲区小,仅 10-13 厘米,安装支架可降低;
建议使用 64KHz M48×2 探头测量 6-25 号帕歇尔槽,测量范围为 2 米,盲区为 30 厘米。

超声波明渠流量计的应用

超声波明渠流量计采用带有帕歇尔槽的特殊结构,可用于连续监测明渠中的污水流量并进行流量累积。适用于水渠、农业灌溉、废水排放、水利、水电、环保等工农业明渠的流量测量。

明渠流量计在计算机控制下发射和接收超声波,根据发射时间计算流量计与被测液面之间的距离,从而获得液位高度。

那么,使用超声波明渠流量计时应注意哪些问题呢?

  1. 超声波明渠流量计的主机应安装在室内。定期检查管路和传感器;
  2. 定期检查滤网和静水井是否被异物堵塞;
  3. 定期对仪器进行计量检定;
  4. 定期检查探头腐蚀情况,必要时更换。

超声波明渠流量计采用带有帕歇尔槽的特殊结构,可用于连续监测明渠污水流量并进行流量累积。它适用于测量自流式部分管道和明渠排放渠道中的液体流量。适用于水渠、农业灌溉、废水排放、水利、水电、环保等工农业明渠的流量测量。

延伸阅读:超声波流量计类型

帕歇尔槽(PVC材质、不锈钢材质)用于明渠流量计

选择用于测量水量的堰槽类型时,需要考虑渠道中的流量大小、水流模式以及是否能形成自由流。根据不同的流量,可以选择不同的堰槽形状。

  • 流量小于40升/秒时,建议使用直角三角形堰;
  • 流量大于40升/秒时,建议使用帕歇尔槽;
  • 上游渠道较短,且流量大于40升/秒时,建议使用矩形堰。

条件允许时,帕歇尔槽也是不错的选择。帕歇尔槽的水位-流量关系已通过实验室校准,对上游入槽流量的要求相对较低。三角堰和矩形堰的水位-流量关系是通过理论计算得出的,忽略某些使用条件容易导致额外的误差。

测量堰或槽体应采用玻璃纤维增​​强塑料制成。三角堰和矩形堰的入水口尺寸应精确,且面向入水口的表面应光滑;帕歇尔槽的喉部尺寸应精确,槽体内表面应光滑。

帕歇尔槽的常用安装方法及注意事项:

  • 将帕歇尔槽放入明渠中。保持槽体水平。帕歇尔槽的中心线应与渠道的中心线重合,以确保流入帕歇尔槽的水流不会出现偏移。
  • 帕歇尔槽注满水后,水流应保持畅通。帕歇尔槽的淹没程度小于规定的临界淹没程度。

要求:
保持帕歇尔槽下游排水畅通。如排水不畅,不得积水。保持水位差大于等于30毫米。

帕歇尔槽前的直线段设有1至3米的缓冲带。缓冲带应与槽底齐平,便于超声波测量。

必须确保帕歇尔槽下游存在水位差,排水畅通,不得积水。

延伸阅读:大坝水位测量

明渠超声波流量计工作原理

明渠流量计基于帕歇尔计量槽/堰板计量槽的特定形状,可保证一定的液位并确定一定的流量。帕歇尔槽/堰板计量槽被选作特定的流道,具有测量精度高、安装简便的优点。

传感器测量液位高度,经89C52系列单片机处理,得到瞬时流量和累计流量值。

流量可由以下公式表示:
  Q=KHn
  Q:瞬时流量(吨/小时) K:流量常数
  H:液位高度 n:n次方

瞬时流量经累计处理得到累计流量。

延伸阅读:雷达非接触式水位传感器

在线式超声波流量计

时差式 超声波流量计 采用时间差法测量原理。它利用传感器发射的超声波在流体中传播。声波向下游传播的速度会增大,向后传播的速度会减小。在相同的传播距离下,传播时间会有所不同。根据传播时间与被测流体速度之间的差异,即可测量流体速度。

流体在管道内不同位置的流速不同。管道中心的流速通常比靠近管壁的流速快。管道内流体的流速分布可以用流速横截面分布图来表示。

通过设置流量计并考虑流速横截面分布,可以计算出平均流速。然后,根据管道的横截面积,即可得到流体的体积流量。

Clamp on Ultrasonic Flow Meter Working Principle

注解:
V 测量流体速度
M 超声波反射次数
D 管道直径
θ 超声波信号与流体之间的夹角
T up 下游传感器向上游传感器发送信号的时间
T down 上游传感器到下游传感器的传输时间
ΔT = T up – T down

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超声波多普勒流量计利用多普勒频移的物理原理来测量水流速度。

多普勒效应(多普勒频移)原理:
一个物体发出的声波被另一个物体接收并反射。如果发出声波的物体相对于接收物体运动,则接收物体接收到的声波频率将与发出声波的频率不同。

如果两个物体之间的相对距离减小,则接收到的频率会增大。
如果两个物体之间的相对距离增大,则接收到的频率会减小。

这种多普勒效应在日常生活中经常出现。例如:当您听到迎面驶来的警车的警笛声时,您听到的声音频率会升高。当警车离您较远时,您听到的声音频率会降低。

通过发射超声波的频率与接收超声波的频率之差,即可计算出具体的流量。然后,通过 压力传感器测量水位,并根据水位和渠道尺寸计算水流通过面积。

计算公式:
流速 × 水流通过面积 × 3600 秒 = 瞬时流量(立方米/小时)

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超声波明渠流量计测量污水流量

由于超声波明渠流量计采用明渠非接触式测量,探头可与主机分离,有效解决了探头腐蚀和仪器精度问题,因此广泛应用于灌溉排水和污水流量测量领域。

Ultrasonic Open Channel Flowmeter measures sewage.jpg
Ultrasonic Open Channel Flowmeter measures sewage2

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安装注意事项:

  • 为确保流经流量槽的污水无异物,必须在流量槽上游不远处安装过滤器;
  • 为确保流经流量槽的污水稳定无波纹,可在流量槽侧面设置静水井,静水井内径≥100mm,井底应低于流量槽最低点150mm,流量槽直线段宽度≥堰面宽度的10倍,下游最高水位低于堰面最低水位。
  • 传感器探头的发射面应与液面平行。传感器下端与最高液位之间的距离应≥0.7米;
  • 传感器周围不应有强光、电磁场或其他辐射源;
  • 应采取措施防止雨雪覆盖超声波传感器。

使用注意事项:

  • 由于污水 超声波传感器 的安装场所环境较为恶劣,因此仪器主机应安装在室内,并安排专人负责维护。定期检查管线和传感器;
  • 应定期检查仪表。

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更多特色超声波流量计

常见问题

明渠流量计用于测量流经堰、水槽、渠道和部分填充管道的水位、流量和总水量。这类流量计在不易积聚泥沙的环境中表现最佳。

明渠流量计的类型(明渠流量测量方法)

原则上,明渠流量测量方法可分为两类:水位法和流速面积法。

水位 法是测量水位测量建筑物上游(或上下游)的水位,并通过经验公式或实验曲线将其转换为流量。

流速面积法无需建造水位测量建筑物,而是通过测量水体的横截面积(实际上,横截面积是根据测得的水位计算得出的)和横截面流速来获得流量。

超声波流量计由三部分组成:超声波换能器、电子电路和流量显示累加系统。

超声波发射换能器将电能转换为超声波能,并将其发射到被测流体中。接收器接收到的超声波信号经电子电路放大后,转换为代表流量的电信号,用于显示和累加。这样就实现了流量的检测和显示。

根据检测方法,超声波流量计可分为多种类型,例如传播速度差法、多普勒法、波束偏移法​​、噪声法和相关法。超声波流量计是一种随着集成电路技术在过去十年中的快速发展而开始应用的流量计。

我们超声波流量计的常用精度为 1%。液体超声波流量计的最高精度为 0.5%,气体超声波流量计的最高精度为 1.0%。

  1. 按测量原理分类:

(1) 时差法超声波流量计;
(2) 频差法超声波流量计;
(3) 相差法超声波流量计;
(4) 多普勒超声波流量计;
(5) 适用于部分充满管道和河道的超声波流量计,兼具液位测量和平均流速测量功能。

  1. 按使用方式分类:

(1) 便携式超声波流量计;
(2) 固定式(标准管段)超声波流量计。

  1. 按传感器安装方式分类:

(1) 标准管段超声波流量计;
(2) 夹式超声波流量计;
(3) 带孔现场插入式超声波流量计。

  1. 按传感器是否与流体接触分类:

(1) 浸入式(接触式)超声波流量计;
(2) 非侵入式(非接触式)超声波流量计。

  1. 根据被测流体的性质

(1) 液体超声波流量计;
(2) 气体超声波流量计。

  1. 根据换能器通道数

(1) 单通道超声波流量计;
(2) 双通道超声波流量计;
(3) 多通道超声波流量计。

Sino-Inst,明渠流量计制造商。该产品可测量单一导声液体介质,包括水、海水、油和泥浆等多种液体。

Sino-Inst 的明渠流量计,中国制造,品质优良,价格实惠。我们的流量测量仪器广泛应用于中国、印度、巴基斯坦、美国等国家和地区。