明渠流量計是用于工礦企業(yè)渠道、管線供水和污水排放的流量測量儀表。是環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)對污水排放總量控制和排污收費的必備工具。也可用于水源河流、農(nóng)業(yè)水利灌溉方面的水量、制藥和化工的液位測量等。為了加強(qiáng)對城市排水和企事業(yè)單位排水量的管理，需要有統(tǒng)一的排水流量測量方法。為此，參照國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 4360-1984 堰槽明渠水流測量——三角形剖面堰等標(biāo)準(zhǔn)，我國制定了城市排水堰槽流量測量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，包括：三角形薄壁堰測流、矩形薄壁堰測流等5種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
在我國，明渠流量計大部分引進(jìn)國外產(chǎn)品，比較昂貴。而國內(nèi)生產(chǎn)的空氣式明渠流量計，由于超聲波被水面懸浮的泡沫所吸收，無反射回波，導(dǎo)致不能測量。本文作者設(shè)計的流量計使用沉人式傳感器，特別適合于表面多泡沫和漂浮物的流量測量。且結(jié)構(gòu)簡單、價格低，在測量精度方面能夠達(dá)到工業(yè)應(yīng)用的要求。
1測量原理
超聲波自補(bǔ)償明渠流量計采用超聲回波技術(shù)，通過測量標(biāo)準(zhǔn)流量堰（槽）的液位高度，由計算機(jī)運(yùn)算得到流量。當(dāng)被測液體介質(zhì)通過流量槽（巴歇而槽）或堰（直角三角形缺口薄壁堰、矩形缺口薄壁堰、等寬箔壁堰等）形成自然流動時，以三角形薄壁堰測流為例（由我國制定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)），三角形薄壁堰的形狀見圖1，圖中，α為堰口角，（°）；h 為堰頂水頭，m；P 為堰高，m；hmax，為堰頂***大水頭，m；B 為行進(jìn)渠道寬度，m；b 為堰口高度，m。
堰口角的使用范圍為α=20o～100o，常用堰口角α=90o。
其流量Q與流量槽的水位h有如下關(guān)系
式中Ce為流量系數(shù)；g為重力加速度，gn= 9.8 m/s2；he為有效水頭，m。
當(dāng)圖1中α=90o時，Ce值由圖2查得。
he值按下式計算
he=h+Kh，
式中h為堰頂水頭，m；Kh為粘滯力和表面張力綜合影響的校正值，m。當(dāng)α=90o時，Kh為0.00085 m。
當(dāng)tg α/2 =1 時，流量公式轉(zhuǎn)化為
Q=2.3625 Ceh5/2，
式中h為液位高度，m
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