明渠流量計:流量測量設備-中文百科頻道

工作原理

明渠流量計的測量原理是，在明渠中設置标準化了的量水堰槽，并在規定位置測量水位，使流過堰槽的流量與水位成單值關系；測量出水位，超聲波明渠流量計根據相應的流量公式或經驗公式将其換算成流量值來。超聲波明渠流量計渠道内的流量越大，槽堰内液位越高；流量越小，液位越低。一般的渠道，液位與流量沒有确定的對應關系。

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。在渠道内安裝槽堰，由于堰的缺口或槽的縮口比渠道的橫截面積小，因此，渠道上遊水位與流量的對應關系主要取決于槽堰的幾何尺寸。同樣的槽堰放在不同的渠道上，相同的液位對應相同的流量。槽堰把流量轉成了液位明渠流量計所用的液位計一般采用兩種型式，超聲波液位計和靜壓式液位計。

應用指南

由于明渠流量計是非接觸測量，能在較惡劣的環境中應用。明渠流量計應用場所有城市供水引水渠、火電廠冷卻引水河排水渠、污水治理流入和排放渠、工況企業廢水排放以及水利工程和農業灌溉用渠道等。

技術參數

明渠流量計的技術參數：

水位測量範圍（m）：0～3.0m

盲區(m)：0.3m

整機測量精度：系統誤差±3‰

流量測量範圍：取決于所用堰/槽類型，最大可為9999m3/h

工作溫度(℃)：－20℃～+60℃

最小水位分辨(mm)：±1mm

信号輸出：RS485，4～20mA，2路開關量輸出

顯示：高亮字符液晶顯示

供電電源：DC24V/150mA；AC220/100mA

防護等級：IP65

選型注意事項

1、精度等級和功能根據測量要求和使用場合選擇儀表精度等級，做到經濟合算。比如用于貿易結算、産品交接和能源計量的場合，應該選擇精度等級高些，如1.0級、0.5級，或者更高等級;用于過程控制的場合，根據控制要求選擇不同精度等級;有些僅僅是檢測一下過程流量，無需做精确控制和計量的場合，可以選擇精度等級稍低的，如1.5級、2.5級，甚至4.0級，這時可以選用價格低廉的插入式明渠流量計。

2、測量介質流速、儀表量程與口徑測量一般的介質時，明渠流量計的滿度流量可以在測量介質流速0.5—12m/s範圍内選用，範圍比較寬。選擇儀表規格(口徑)不一定與工藝管道相同，應視測量流量範圍是否在流速範圍内确定，即當管道流速偏低，不能滿足流量儀表要求時或者在此流速下測量準确度不能保證時，需要縮小儀表口徑，從而提高管内流速，得到滿意測量結果。

3、流體特性主要指燃氣的壓力、溫度、密度、黏度、壓縮性等，由于煤氣的體積随着溫度、壓力而變化，應考慮是否要補償修正。

4、儀表性能是指儀表的精度、重複性、線性度、量程比、壓力損失、起始流量、輸出信号及響應時間等，選流量計時應對上述指标進行仔細分析比較，選擇能滿足計量介質流量要求的儀表。

5、安裝條件是指燃氣流向、管道走向、上下遊直管道長度、管徑、空間位置及管件等，這些都會影響燃氣煤氣流量計的準确運行、維護保養和使用壽命。

6、經濟因素是指購置費、安裝費、維護費、校驗費及備品備件等，其又受燃氣煤氣流量計的性能、可靠性、壽命等影響。

明渠流量計特點

◆測量範圍大，流量測量不受支流面回水的影響。

◆測量時不受水中漂浮物泥沙、氣泡和水位大幅度變化的影響流量傳感器對水流産生阻力結構簡單、體積小、安裝方便。

◆标準渠道不需要改造可直接安裝，安裝施工費用低。

◆儀表顯示輸出功能齊全，可顯示水位、流速、流量、累計流量等測量數據，并具有RS-485通訊接口。

◆具有水位、泥位、流速超限報警功能。

◆具有數據保存功能，可在長期停電的情況下保存設置參數和流量值。

技術指标

測量精度：流速±0.5%、水位±0.5%、系統±1.5%、±2.5%（與仿真傳感器合用時）

功耗:LKW

電源:AC12V/220V或DC3.6V電池供電

測量範圍:流速0.02-20m/s

渠寬0.5-30m

渠深0.5-20m

瞬時流量顯示最大值:999999

流速顯示最大值:9.99

水位顯示最大值:9.999

公稱通徑：50、100、200、400、600mm

流速範圍：0-15m/s

流體電導率：不低于20μS/cm

電極材料：不鏽鋼1cr18Ni9Ti、不鏽鋼0Cr18Ni12MoTi、哈氏合金C，钛、钽；

選用考慮要點

概述

針對城市供水引水渠、工業引水和排水渠、污水治理渠道等流量測量特點，應考慮以下因素選擇合适的測量方法。

1）水路大小和形狀，流速範圍，最大流量和最小流量；

2）測量精确度要求；

3）流量計設置場所和環境條件；

4）液體狀況，潔淨程度，含有固相濃度，腐蝕性；

5）現場允許落差（或升高水位）和渠道坡度；

6）與液體接觸的儀表零部件材料；

7）選用超聲流速計和電磁流速計時要分别對液體濁度或電導率作調查，其要求可參照超聲流量計和電磁流量計要求。

估算渠道流量和擡高水位

對于新建單位可通過工藝流程計算渠道流量與拟安裝位置，再選定儀表規格。對于老企業添置儀表要估計既有渠道流量和确認儀表上遊允許升高水位；即确定流量儀表規格和流量範圍，要取決于渠道峰流量和允許升高水位兩個因素。

（1）估計峰流量

通常有投浮子法和日排放量估算法兩種方法。

1）投浮子法既有明渠可采用投浮子法測定和估算流量。選定在最大流量時，兩人距離L(20~50m)立于直渠道旁，上遊一人投放浮子（一般是木制圓片），下遊一人在投放木片的瞬間啟動計時，當浮子到達時停止計時，得時間t，求出渠道表面流速υm/s(υ=L/t)。再測出渠道流通截面積Am2，便可從式(5)估算流量Q式中K---------修正系數，因表面流速大于平均流速，一般取0.84~0.90.

2)從日排放量Qd估算峰流量Qp在沒有條件用投浮子法或新建系統，可采用實際（或設計）的排放量來估計峰流量，估算公式如式（6）或（7）式中Ku------不均勻系數，如為均勻連續排放，可取1.1~1.2；

H-------每天集中排放累計小時數，如為不均勻連續排放，則按集中排放小時計算。

（2）确定擡高水位

除流速-水位流量計和非滿管電磁流量計外，渠道安裝流量計後其上遊均要擡高水位。對于新設計的渠系可按測量流量範圍和周邊環境條件全面考慮确定升高水位高度。對于現有渠道在選定流量計時，要考慮上遊渠系水位擡高後的影響（如水位是否會漫溢出渠道），然後再按确定的水位升高高度和峰流量值選定儀表規格。

年檢校準的基本要求校準應滿足的基本要求如下：

1)環境條件校準如在檢定(校準)室進行，則環境條件應滿足實驗室要求的溫度、濕度等規定。校準如在現場進行，則環境條件以能滿足儀表現場使用的條件為準。

2)儀器作為校準用的标準儀器其誤差限應是被校表誤差限的1/3~1/10。

3)人員校準雖不同于檢定，但進行校準的人員也應經有效的考核，并取得相應的合格證書，隻有持證人員方呆出具校準證書和校準報告，也隻有這種證書和報告才認為是有效的。

校準可以找地方計量所或者第三方校準單位，如上海計量所，廣東計量所，蘇州計量校準網等....，前提都必須得有國家辦法的CNAS計量