大連祥澤自動(dòng)化儀器儀表有限公司
明渠流量計(jì)
一、用途與特點(diǎn)
XZ-MQ 符合《JJG 711—1990 明渠堰槽流量計(jì)》國家標(biāo)準(zhǔn)，配合國際 明渠流量測(cè)量委員會(huì)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)堰槽、巴歇爾(Parshall)槽，能準(zhǔn)確地測(cè)量明 渠的水流量。
流量計(jì)適用于工廠企業(yè)、城市建設(shè)、水利設(shè)施中的工業(yè)廢水、生活用水及供排水等明 渠流量的計(jì)量或環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的污水排放總量控制， 是排放污染收費(fèi)必備的科學(xué)工具；并 可以應(yīng)用于水源河流、農(nóng)業(yè)水利灌溉方面的河流水量計(jì)量。儀表引進(jìn)了國外先進(jìn)的超聲波 測(cè)量技術(shù)、具有如下特點(diǎn)及功能：
1、儀表是非接觸測(cè)量，故與被測(cè)介質(zhì)無關(guān)；
2、儀表設(shè)計(jì)了溫度補(bǔ)償功能，減少環(huán)境條件對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的影響，提高了測(cè)量的精確度。
3、傳感器采用壓電陶瓷作檢測(cè)元件及單一的換能器使儀表，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、安 裝及維護(hù)方便、示值精確、穩(wěn)定；
4、儀表單片微機(jī)及大規(guī)模 CMOS 集成電路、儀表智能化程度高、功能強(qiáng)、可靠性高、 功耗小。
5、儀表具有多參數(shù)顯示功能，可以顯示瞬時(shí)流量、總累積流量、日累積流量、月累積 流量、 液位及計(jì)量時(shí)間 6 個(gè)參數(shù)。
6、儀表僅采用按鍵即可完成所有操作，故儀表操作非常簡(jiǎn)單。
7、儀表特設(shè)有 4~20 毫安或 RS485 標(biāo)準(zhǔn)輸出信號(hào)。抗干擾能力強(qiáng)、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠、維 護(hù)和校正方便。 采用標(biāo)準(zhǔn) mobus 通信協(xié)議。
二、工作原理
明渠流量的測(cè)量不同于普通輸送液體流量的測(cè)量，是液體在無動(dòng)力推動(dòng)下依靠水頭落 差流動(dòng)，在一定的平直段流程中具有自由穩(wěn)定流動(dòng)液面，處于亞臨界水流狀態(tài)。如果在該 平直段處建筑一水力學(xué)構(gòu)物，根據(jù)實(shí)際情況可以是薄壁堰，或是自由出流的文灶里槽，這 時(shí)在建筑物上產(chǎn)生臨界流的條件，流經(jīng)它的液體流量就取決于上游水頭，并符合一定的函 數(shù)關(guān)系。以三角薄壁堰(V 缺口)為例， 基本符合 Kindsvater-Shen 流量公式：
Q = Ce 8 tg 9 he ……………………(1)
15 2
式中， Q —流量， m3 / s ；
Ce —流量系數(shù)(無因次)；
g —重力加速度， m / s 2 ；
he —對(duì)應(yīng)缺口頂點(diǎn)的有效壓力水頭， ， ， —水頭修正系數(shù)；
h —測(cè)得水頭， m 。
關(guān)于Ce和Kn的計(jì)算請(qǐng)參考 ISO1438-1975 或 1980。至于其它形式的水力學(xué)結(jié)構(gòu)也可
在相應(yīng)的 ISO 標(biāo)準(zhǔn)查到。因此明渠流量的測(cè)定可以分步，首先對(duì)流經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)堰槽的液體液位 進(jìn)行測(cè)定，然后根據(jù)經(jīng)驗(yàn)證的流量—液位公式計(jì)算，便可得出明渠流量。
根據(jù)以上的流量測(cè)量原理， 超聲波渠流量計(jì)的基本工作原理是：應(yīng)用超聲波測(cè)距技術(shù) 測(cè)定堰槽中的液位，再根據(jù)液位高度轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的流量。 具體工作過程如下：安裝在堰槽 測(cè)流裝置上的傳感器在單片機(jī)控制下，以一定時(shí)間間隔輸出一定頻率的正弦波振蕩信號(hào)， 激勵(lì)壓電陶瓷體發(fā)出特定頻率的超聲波信號(hào)，該信號(hào)通過被測(cè)液體上空的空氣介質(zhì)傳播， 在氣液交界面產(chǎn)生發(fā)射回波，反射回波以發(fā)射波相反的傳播路徑反射到壓電壓電陶瓷體上 產(chǎn)生聲能→機(jī)械能→ 電能轉(zhuǎn)換。準(zhǔn)確地測(cè)出從發(fā)射信號(hào)到接受信號(hào)之間的時(shí)間間隔，就可 以計(jì)算出傳感器發(fā)射面到液面的高度h， 從而間接地反映了該瞬時(shí)被測(cè)液體的水位高度， 即：
S = c . t …………(2)
L = S = c . t ……(3)
流量的大小取決于安裝在渠道內(nèi)的量水堰槽構(gòu)造尺寸和液位高度。安裝前，首先應(yīng)估 算流量的大小以及場(chǎng)地的實(shí)際情況選擇采用哪種量水堰槽。通過儀表選擇輸入該量水堰槽 的喉道寬度，并保存在儀表存儲(chǔ)器中。儀表內(nèi)的微處理器由測(cè)出的平均液位高度，用線形 插值法算出相應(yīng)的流量值。
三、技術(shù)指標(biāo)
1. 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)： GB/T11655—2005
2. 流量范圍： (50-4000)m3/h
3. 流量允差：≦±5%
4. 液位允差：≦±3mm
5、顯示單位：瞬時(shí)流量 m3/h 累積流量 m3
6、傳感器：環(huán)境溫度 -20~60℃
(理論可處于-35~70℃ ，但會(huì)影響傳感器壽命。經(jīng)測(cè)試，長期處于-35℃或 70 ℃時(shí)， 傳感器壽命僅為 200h。)
相對(duì)濕度 0~95%
介質(zhì)溫度 0~60℃
7、顯示儀表：環(huán)境溫度 0~45℃ 相對(duì)濕度 0~90 %
8、超聲波盲區(qū)： 0.4~1.6 m
9、傳感器信號(hào)傳送距離： ≤200 m
10、輸出信號(hào)： DCA 4—20 毫安； RS485 信號(hào)
11、電 源： 220VAC 50Hz±1Hz
12. 工作環(huán)境：防水防潮耐溫，能在露天和潮濕的環(huán)境條件下使用。
一、用途與特點(diǎn)
XZ-MQ 符合《JJG 711—1990 明渠堰槽流量計(jì)》國家標(biāo)準(zhǔn)，配合國際 明渠流量測(cè)量委員會(huì)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)堰槽、巴歇爾(Parshall)槽，能準(zhǔn)確地測(cè)量明 渠的水流量。
流量計(jì)適用于工廠企業(yè)、城市建設(shè)、水利設(shè)施中的工業(yè)廢水、生活用水及供排水等明 渠流量的計(jì)量或環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的污水排放總量控制， 是排放污染收費(fèi)必備的科學(xué)工具；并 可以應(yīng)用于水源河流、農(nóng)業(yè)水利灌溉方面的河流水量計(jì)量。儀表引進(jìn)了國外先進(jìn)的超聲波 測(cè)量技術(shù)、具有如下特點(diǎn)及功能：
1、儀表是非接觸測(cè)量，故與被測(cè)介質(zhì)無關(guān)；
2、儀表設(shè)計(jì)了溫度補(bǔ)償功能，減少環(huán)境條件對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的影響，提高了測(cè)量的精確度。
3、傳感器采用壓電陶瓷作檢測(cè)元件及單一的換能器使儀表，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、安 裝及維護(hù)方便、示值精確、穩(wěn)定；
4、儀表單片微機(jī)及大規(guī)模 CMOS 集成電路、儀表智能化程度高、功能強(qiáng)、可靠性高、 功耗小。
5、儀表具有多參數(shù)顯示功能，可以顯示瞬時(shí)流量、總累積流量、日累積流量、月累積 流量、 液位及計(jì)量時(shí)間 6 個(gè)參數(shù)。
6、儀表僅采用按鍵即可完成所有操作，故儀表操作非常簡(jiǎn)單。
7、儀表特設(shè)有 4~20 毫安或 RS485 標(biāo)準(zhǔn)輸出信號(hào)?？垢蓴_能力強(qiáng)、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠、維 護(hù)和校正方便。 采用標(biāo)準(zhǔn) mobus 通信協(xié)議。
二、工作原理
明渠流量的測(cè)量不同于普通輸送液體流量的測(cè)量，是液體在無動(dòng)力推動(dòng)下依靠水頭落 差流動(dòng)，在一定的平直段流程中具有自由穩(wěn)定流動(dòng)液面，處于亞臨界水流狀態(tài)。如果在該 平直段處建筑一水力學(xué)構(gòu)物，根據(jù)實(shí)際情況可以是薄壁堰，或是自由出流的文灶里槽，這 時(shí)在建筑物上產(chǎn)生臨界流的條件，流經(jīng)它的液體流量就取決于上游水頭，并符合一定的函 數(shù)關(guān)系。以三角薄壁堰(V 缺口)為例， 基本符合 Kindsvater-Shen 流量公式：
Q = Ce 8 tg 9 he ……………………(1)
15 2
式中， Q —流量， m3 / s ；
Ce —流量系數(shù)(無因次)；
g —重力加速度， m / s 2 ；
he —對(duì)應(yīng)缺口頂點(diǎn)的有效壓力水頭， ， ， —水頭修正系數(shù)；
h —測(cè)得水頭， m 。
關(guān)于Ce和Kn的計(jì)算請(qǐng)參考 ISO1438-1975 或 1980。至于其它形式的水力學(xué)結(jié)構(gòu)也可
在相應(yīng)的 ISO 標(biāo)準(zhǔn)查到。因此明渠流量的測(cè)定可以分步，首先對(duì)流經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)堰槽的液體液位 進(jìn)行測(cè)定，然后根據(jù)經(jīng)驗(yàn)證的流量—液位公式計(jì)算，便可得出明渠流量。
根據(jù)以上的流量測(cè)量原理， 超聲波渠流量計(jì)的基本工作原理是：應(yīng)用超聲波測(cè)距技術(shù) 測(cè)定堰槽中的液位，再根據(jù)液位高度轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的流量。 具體工作過程如下：安裝在堰槽 測(cè)流裝置上的傳感器在單片機(jī)控制下，以一定時(shí)間間隔輸出一定頻率的正弦波振蕩信號(hào)， 激勵(lì)壓電陶瓷體發(fā)出特定頻率的超聲波信號(hào)，該信號(hào)通過被測(cè)液體上空的空氣介質(zhì)傳播， 在氣液交界面產(chǎn)生發(fā)射回波，反射回波以發(fā)射波相反的傳播路徑反射到壓電壓電陶瓷體上 產(chǎn)生聲能→機(jī)械能→ 電能轉(zhuǎn)換。準(zhǔn)確地測(cè)出從發(fā)射信號(hào)到接受信號(hào)之間的時(shí)間間隔，就可 以計(jì)算出傳感器發(fā)射面到液面的高度h， 從而間接地反映了該瞬時(shí)被測(cè)液體的水位高度， 即：
S = c . t …………(2)
L = S = c . t ……(3)
流量的大小取決于安裝在渠道內(nèi)的量水堰槽構(gòu)造尺寸和液位高度。安裝前，首先應(yīng)估 算流量的大小以及場(chǎng)地的實(shí)際情況選擇采用哪種量水堰槽。通過儀表選擇輸入該量水堰槽 的喉道寬度，并保存在儀表存儲(chǔ)器中。儀表內(nèi)的微處理器由測(cè)出的平均液位高度，用線形 插值法算出相應(yīng)的流量值。
三、技術(shù)指標(biāo)
1. 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)： GB/T11655—2005
2. 流量范圍： (50-4000)m3/h
3. 流量允差：≦±5%
4. 液位允差：≦±3mm
5、顯示單位：瞬時(shí)流量 m3/h 累積流量 m3
6、傳感器：環(huán)境溫度 -20~60℃
(理論可處于-35~70℃ ，但會(huì)影響傳感器壽命。經(jīng)測(cè)試，長期處于-35℃或 70 ℃時(shí)， 傳感器壽命僅為 200h。)
相對(duì)濕度 0~95%
介質(zhì)溫度 0~60℃
7、顯示儀表：環(huán)境溫度 0~45℃ 相對(duì)濕度 0~90 %
8、超聲波盲區(qū)： 0.4~1.6 m
9、傳感器信號(hào)傳送距離： ≤200 m
10、輸出信號(hào)： DCA 4—20 毫安； RS485 信號(hào)
11、電 源： 220VAC 50Hz±1Hz
12. 工作環(huán)境：防水防潮耐溫，能在露天和潮濕的環(huán)境條件下使用。
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