北京明渠流量计 数字信号处理技术

便携式明渠流量计执行标准
JJG711-1990《明渠堰槽流量计试行检定规程》
HJ/T15-2019《超声波明渠污水流量计技术要求及检测方法》
HJ 354-2019《水污染源在线监测系统(CODCr、NH3-N 等)验收技术规范》
明渠流量计都有哪些使用注意事项：
1、操作不规范。
操作方面，操作人员经常不按照标准操作规程进行操作，例如未准确测量管道外径、周长、壁厚、接触温度等，这些参数都会对明渠流量计的原始数据修正产生重要影响。
2、安装方式方面。
操作人员经常不按照管道大小和信号强度选择安装方式，往往选择流量计的默认双声程模式。正确的安装方式为：在大管道和复杂环境中应采用单声程；在小管道和信号较强的情况下选择多声程。
3、安装位置方面。
安装人员不按规定随意放置超声探头，且不确认管道中介质是否满管这一重要的测量条件。正确的安装位置应选择管道的水平中间位置放置探头；只有在管道满管的条件下才能进行准确测量，流体向上的垂直管道能保证满管流。
除此以外，现场的管道内衬的种类和厚度等重要参数往往很难获得，这些也严重影响了流量计的准确性。流量计作为一种高度精密的仪器，不仅仅是在制造和使用的过程中需要严格遵守其要求，在后期的保养中也必须特别注意才能不使流量计提前退休。

便携式明渠流量计使用时：
1、入水前，外露的信号接线处应用绝缘胶布或胶带裹紧，以免水体成为信号介质；
2、入水前，应检查流速仪安装各环节是否稳固；
3、流速仪提出水面时，为防止可能发生的旋桨松脱现象，不可使旋桨迎水面背离流向（流速较大时尤其注意）。
4、每次使用后应用清洁的软布（或毛巾）将流速仪表面残留的水珠、污物等擦拭干净，按原状装回仪器箱。
5、工作时，旋桨受水流驱动产生回转，带动旋转部件的转子部分同步旋转，安装在转子上的磁钢激励干簧管产生通断信号。

便携式明渠流量计的功能特点：
1、可靠工作：测速传感器无活动部件，不易产生缠绕，保持长期连续可靠工作；
2、高清显示：显示器采用高清晰背光源LCD显示器，全中文汉字菜单显示、操作简单、使用方便，无论白天黑夜清晰读数；
3、显示齐全：仪表可同时显示断面平均流速、即时水位、瞬时流量、测量时间内的累积流量、测量时间、测点流速等；
4、一机多用：仪表可做流速计使用，也可做流量计使用(置入过水断面基本结构、输入水深数据即可实现流量测量，可满足不同断面的明渠、暗渠的流速和流量测量；
5、数据保存：一次可保存上千组测量数据；
6、集成压力单元可直接测量水深；
7、全中文操作；
8、低流阻的效率探头。

明渠流量计工作原理
利用明渠技术，以流速-水位运算法为基础，通过测量流体液位高度，结合标准堰槽的几何尺寸、边坡系数、渠道精度、水力坡道、流速垂直平面修正系数，再经过仪器内部的微处理器运算得到流量。由于是非接触测量，明渠流量计能在较恶劣的环境中应用。明渠流量计在微机控制下，**和接收超声波，根据传输时间计算出明渠流量计距被测液面的距离，从而得到液位高度,由于该液位与流量之间有一定的比例关系，因此可根据计算公式终得到液体流量Q。
多普勒明渠流量计
采用接触式测量方法，将传感器放置在渠道底部，通过流速-面积法，在两个探头一发一收之间，系统根据多普勒时间效应，测算出过水流速，再通过传感器所在的区域截面积，根据公式换算出瞬时流量。
多声道明渠流量计
又称时差法明渠流量计，属于在线式测量。运用超声波时差法测量水流速。 在渠道两侧安装超声波时差法流速仪传感器，测量水中平均流速，在通过超声波水位计测量水位高度，通过流量计积算仪进行水力模型率定计算明渠瞬时流量。

明渠流量计范围性能比较
1）水头损失或上游侧抬高水位 流速-水位法没有因测量带来水头损失，其余几种方法渠道均要被截流或装入一段流量检测件段，抬高上游水位。潜水电磁流量计由于可装分流模型，升高水位可比较灵活地选择。
2） 安装方便性 流量检测件本身和安装以槽为复杂，堰和潜水电磁流量传感器相对简单。
对已有渠道改造，安装流量检测件时挖掘工程量大，特别是暗渠要设置检查井（阴井），往往成为否定选用方案的原因。
除潜水电磁法外，其他各类方法均有直渠道要求，这给选择测量点位置带来许多制约条件。

便携式明渠流量计的维修保养：
1、水下传感器每次使用后，应立即用淡水清洗并用布擦干， 放回原手提箱内，各个部件放回原位。
2、仪器的电缆线防止尖利器具刮伤或刺破现象。
3、仪器设备应放在通风干燥处，并应远离有腐蚀性的物质，仪器和设备上不应堆放重物。
4、初次使用或长期不使用时应对电池进行充电（务必用配套的充电器进行充电）。
5、雨天使用时，务必注意防止便携式主机直接淋雨。

便携式明渠流速仪是为水文站、厂矿、环保监测站、农田排灌、水文地质调查等部门在野外进行明渠流速流量测量而研制的，采用了特别的微功耗设计方案，全数字信号处理技术，使得仪表测量加稳定可靠，测量精度高，可广泛用于水文、水利、农灌、给排水等需要经常移动测量而且现场又无电源的场合。该仪器结构简易、轻巧方便、耗电省、功能齐全、自动化程度高、稳定可靠，配置高温旋桨，是目前新型的便携式流速测量仪器。

便携式明渠流量计的原理：当导电流体在沿流速传感器的交变磁场与电中轴线垂直面运动时，导电流体切割磁力线产生感应电势，该电势被信号电（在与导电流体平行线和磁力线相互垂直的流速传感器的两侧壁上安装了两个对称的电）所采集，此感应电势与流速大小成正比；转化器通过该感应电势计算出流过流速传感器侧面的导电流体流速，此流速信号经流量显示计放大转换成与流速信号成正比的数字量信号，由此实现流速的测量。

明渠流量计结构简单，无可动部件，具有较强的抗污、抗堵或抗腐蚀能力，因此可在含有悬浮物或粘结物的流体中使用。此外，它还具有以下一些特点：
1、流量计传感器也可以方便地安装在现有水渠的任意闸门上。水渠可以为明渠或暗渠，其截面可以为矩形或圆形。
2、流量计测量覆盖范围广。可以在相同的水头下测量大的流量，方法是平行于原传感器安装物理尺寸相同的虚设传感器。
3、流量计流量信号为线性，因此流量从高到低的情况下，都具有高测量精度。即使水渠受到潮汐的影响，也能进行稳定的测量。
4、流量计适用于明渠、暗渠、河道测量，适用于圆形、矩形、梯形和其它形状的渠道测量，不受河水上涨、潮汐、下游水位变化的影响。
5、渠流量计采用仿真传感器（分流模型）可扩大流量测量范围。

明渠流量计的工作原理是利用明渠技术，通过测量流体液位高度，再经过仪器内部的微处理器运算得到流量。由于是非接触测量，明渠流量计能在较恶劣的环境中应用。明渠流量计在微机控制下，**和接受明渠，根据传输时间计算出明渠流量计距被测液面的距离，从而得到液位高度，由于该液位与流量之间有一定的比例关系，因此可根据计算公式得到液体流量数据。
明渠流量计品种很多，常见的有堰式明渠流量计和槽式明渠流量计两大类。可以用于非满管状敞开渠道测量自由表面自然流的流量仪表。明渠流量计除圆形外，还有U字形、梯形、矩形等多种形状。明渠流量计应用场所有城市供水引水渠；火电厂引水和排水渠、污水治理流入和排放渠；工矿企业水排放以及水利工程和农业灌溉用渠道。

明渠流量计的现场安装及使用水堰槽须注意几个问题，否则影响测流精度：
1、量水堰槽的线要与渠道的线重合，使水流进入量水堰槽不出现偏流。
2、量水堰槽通水后，水的流态要自由流。三角堰、矩形堰下游水位要**堰坎；巴歇尔槽的淹没度要小于规定的临界淹没度。
3、量水堰槽的上游应有大于5倍渠道宽的平直段，使水流能平稳进入量水堰槽。即没有左右偏流，也没有渠道坡降形成的冲力。
4、量水堰槽安装在渠道上要牢固。与渠道侧壁、渠底连结要紧密，不能漏水。使水流全部流经量水堰槽的计量部位。量水堰板的计量部位是堰口；量水槽的计量部位是槽内喉道段。

明渠流量计选用考虑要点
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，流量和小流量；
2） 测量度要求；
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；

便携式明渠流量计是一种为水文监测、农业灌溉、江河流量监测、工业污水、给排水、水资源等行业流速/流量测量的测量仪表。该流量计采用了微功耗设计方案，全数字信号处理技术，使得仪表测量加稳定可靠，测量精度高，可广泛用于水文、水利、农灌、给排水等需要经常移动测量而且现场又无电源的场合。

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