明渠流量计:流量测量设备-中文百科频道

工作原理

明渠流量计的测量原理是，在明渠中设置标准化了的量水堰槽，并在规定位置测量水位，使流过堰槽的流量与水位成单值关系；测量出水位，超声波明渠流量计根据相应的流量公式或经验公式将其换算成流量值来。超声波明渠流量计渠道内的流量越大，槽堰内液位越高；流量越小，液位越低。一般的渠道，液位与流量没有确定的对应关系。

因为同样的水深，流量的大小，还与渠道的横截面积、坡度、粗糙度有关。在渠道内安装槽堰，由于堰的缺口或槽的缩口比渠道的横截面积小，因此，渠道上游水位与流量的对应关系主要取决于槽堰的几何尺寸。同样的槽堰放在不同的渠道上，相同的液位对应相同的流量。槽堰把流量转成了液位明渠流量计所用的液位计一般采用两种型式，超声波液位计和静压式液位计。

应用指南

由于明渠流量计是非接触测量，能在较恶劣的环境中应用。明渠流量计应用场所有城市供水引水渠、火电厂冷却引水河排水渠、污水治理流入和排放渠、工况企业废水排放以及水利工程和农业灌溉用渠道等。

技术参数

明渠流量计的技术参数：

水位测量范围（m）：0～3.0m

盲区(m)：0.3m

整机测量精度：系统误差±3‰

流量测量范围：取决于所用堰/槽类型，最大可为9999m3/h

工作温度(℃)：－20℃～+60℃

最小水位分辨(mm)：±1mm

信号输出：RS485，4～20mA，2路开关量输出

显示：高亮字符液晶显示

供电电源：DC24V/150mA；AC220/100mA

防护等级：IP65

选型注意事项

1、精度等级和功能根据测量要求和使用场合选择仪表精度等级，做到经济合算。比如用于贸易结算、产品交接和能源计量的场合，应该选择精度等级高些，如1.0级、0.5级，或者更高等级;用于过程控制的场合，根据控制要求选择不同精度等级;有些仅仅是检测一下过程流量，无需做精确控制和计量的场合，可以选择精度等级稍低的，如1.5级、2.5级，甚至4.0级，这时可以选用价格低廉的插入式明渠流量计。

2、测量介质流速、仪表量程与口径测量一般的介质时，明渠流量计的满度流量可以在测量介质流速0.5—12m/s范围内选用，范围比较宽。选择仪表规格(口径)不一定与工艺管道相同，应视测量流量范围是否在流速范围内确定，即当管道流速偏低，不能满足流量仪表要求时或者在此流速下测量准确度不能保证时，需要缩小仪表口径，从而提高管内流速，得到满意测量结果。

3、流体特性主要指燃气的压力、温度、密度、黏度、压缩性等，由于煤气的体积随着温度、压力而变化，应考虑是否要补偿修正。

4、仪表性能是指仪表的精度、重复性、线性度、量程比、压力损失、起始流量、输出信号及响应时间等，选流量计时应对上述指标进行仔细分析比较，选择能满足计量介质流量要求的仪表。

5、安装条件是指燃气流向、管道走向、上下游直管道长度、管径、空间位置及管件等，这些都会影响燃气煤气流量计的准确运行、维护保养和使用寿命。

6、经济因素是指购置费、安装费、维护费、校验费及备品备件等，其又受燃气煤气流量计的性能、可靠性、寿命等影响。

明渠流量计特点

◆测量范围大，流量测量不受支流面回水的影响。

◆测量时不受水中漂浮物泥沙、气泡和水位大幅度变化的影响流量传感器对水流产生阻力结构简单、体积小、安装方便。

◆标准渠道不需要改造可直接安装，安装施工费用低。

◆仪表显示输出功能齐全，可显示水位、流速、流量、累计流量等测量数据，并具有RS-485通讯接口。

◆具有水位、泥位、流速超限报警功能。

◆具有数据保存功能，可在长期停电的情况下保存设置参数和流量值。

技术指标

测量精度：流速±0.5%、水位±0.5%、系统±1.5%、±2.5%（与仿真传感器合用时）

功耗:LKW

电源:AC12V/220V或DC3.6V电池供电

测量范围:流速0.02-20m/s

渠宽0.5-30m

渠深0.5-20m

瞬时流量显示最大值:999999

流速显示最大值:9.99

水位显示最大值:9.999

公称通径：50、100、200、400、600mm

流速范围：0-15m/s

流体电导率：不低于20μS/cm

电极材料：不锈钢1cr18Ni9Ti、不锈钢0Cr18Ni12MoTi、哈氏合金C，钛、钽；

选用考虑要点

概述

针对城市供水引水渠、工业引水和排水渠、污水治理渠道等流量测量特点，应考虑以下因素选择合适的测量方法。

1）水路大小和形状，流速范围，最大流量和最小流量；

2）测量精确度要求；

3）流量计设置场所和环境条件；

4）液体状况，洁净程度，含有固相浓度，腐蚀性；

5）现场允许落差（或升高水位）和渠道坡度；

6）与液体接触的仪表零部件材料；

7）选用超声流速计和电磁流速计时要分别对液体浊度或电导率作调查，其要求可参照超声流量计和电磁流量计要求。

估算渠道流量和抬高水位

对于新建单位可通过工艺流程计算渠道流量与拟安装位置，再选定仪表规格。对于老企业添置仪表要估计既有渠道流量和确认仪表上游允许升高水位；即确定流量仪表规格和流量范围，要取决于渠道峰流量和允许升高水位两个因素。

（1）估计峰流量

通常有投浮子法和日排放量估算法两种方法。

1）投浮子法既有明渠可采用投浮子法测定和估算流量。选定在最大流量时，两人距离L(20~50m)立于直渠道旁，上游一人投放浮子（一般是木制圆片），下游一人在投放木片的瞬间启动计时，当浮子到达时停止计时，得时间t，求出渠道表面流速υm/s(υ=L/t)。再测出渠道流通截面积Am2，便可从式(5)估算流量Q式中K---------修正系数，因表面流速大于平均流速，一般取0.84~0.90.

2)从日排放量Qd估算峰流量Qp在没有条件用投浮子法或新建系统，可采用实际（或设计）的排放量来估计峰流量，估算公式如式（6）或（7）式中Ku------不均匀系数，如为均匀连续排放，可取1.1~1.2；

H-------每天集中排放累计小时数，如为不均匀连续排放，则按集中排放小时计算。

（2）确定抬高水位

除流速-水位流量计和非满管电磁流量计外，渠道安装流量计后其上游均要抬高水位。对于新设计的渠系可按测量流量范围和周边环境条件全面考虑确定升高水位高度。对于现有渠道在选定流量计时，要考虑上游渠系水位抬高后的影响（如水位是否会漫溢出渠道），然后再按确定的水位升高高度和峰流量值选定仪表规格。

年检校准的基本要求校准应满足的基本要求如下：

1)环境条件校准如在检定(校准)室进行，则环境条件应满足实验室要求的温度、湿度等规定。校准如在现场进行，则环境条件以能满足仪表现场使用的条件为准。

2)仪器作为校准用的标准仪器其误差限应是被校表误差限的1/3~1/10。

3)人员校准虽不同于检定，但进行校准的人员也应经有效的考核，并取得相应的合格证书，只有持证人员方呆出具校准证书和校准报告，也只有这种证书和报告才认为是有效的。

校准可以找地方计量所或者第三方校准单位，如上海计量所，广东计量所，苏州计量校准网等....，前提都必须得有国家办法的CNAS计量