多普勒超聲波流量計(jì)

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【多普勒超聲波流量計(jì)工作原理】

多普勒超聲波流量計(jì)利用在靜止檢測(cè)點(diǎn)向移動(dòng)源發(fā)射超聲波所產(chǎn)生的多普勒頻移現(xiàn)象。
超聲波換能器向流體發(fā)射一固定頻率Fa的連續(xù)超聲波，經(jīng)照射區(qū)域內(nèi)液體中散射體懸浮顆?；驓馀莓a(chǎn)生散射，回波Fb的頻率與發(fā)射波的頻率出現(xiàn)頻率差，稱為多普勒頻率。根據(jù)多普勒頻率的大小，可測(cè)出流體對(duì)檢測(cè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度。
 
多普勒超聲波明渠流量計(jì)有三個(gè)功能：測(cè)平均流速、測(cè)水深、測(cè)水溫，并可顯示斷面流量。
其中水溫測(cè)量使用溫度探頭，溫度探頭不與水接觸，緊貼儀器外包裝材料頂部，需要置于水底一定時(shí)間后才能反映實(shí)際水溫。測(cè)水溫的目的是校正超聲波在水中的速度，并修正壓力傳感器所測(cè)得的水位值。
水深測(cè)量使用進(jìn)口高精度壓力傳感器，置于儀器底部，其探頭感應(yīng)部位與水直接接觸。
流速的測(cè)量是通過(guò)超聲波探頭（換能器）發(fā)射與接受超生波信號(hào)并做相應(yīng)的計(jì)算處理而獲得的，通過(guò)測(cè)得的平均流速及水位及斷面尺寸，可求得斷面流量。

多普勒超聲波流量計(jì)廣泛應(yīng)用于城市給排水、江河水、海水及其他均質(zhì)流體，可測(cè)量含有固體物質(zhì)的污水，廣泛適用于非滿管道、河道、渠道的流速和流量的測(cè)量。

【技術(shù)指標(biāo)】
◆ 流速：

  ?量程：  0.02m/s到10m/s（最小水深8cm） 
  ?準(zhǔn)確度：測(cè)量流速的±2%。
  ?分辨率：1mm/s。
◆ 溫度：
  ?量程：  0℃到60℃。
  ?分辨率：0.2℃。
◆ 水位：
  ?量程：  0.1到10m。 
  ?分辨率：1 mm。
  ?準(zhǔn)確度：測(cè)量水位的±1%。
◆ 流量：
  ?量程：  0.001m3/s到1000m3/s。
  ?分辨率： 0.0002m3/s。
  ?準(zhǔn)確度：測(cè)量流量的±3%。
◆電源：
12V DC 或220VAC。
◆接口：
  標(biāo)準(zhǔn)RS232、RS485、4-20m A。
    ?通訊協(xié)議：Modbus。

◆運(yùn)行溫度：
0℃到60℃水溫。
◆外殼材料： 
工程ABS塑料/筑鋁。
◆尺寸： 
（250×105×35）mm（探頭）。
（230×180×65）mm（終端機(jī)）。
10m（通信電纜標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度，可加長(zhǎng)到100 m）。

【多普勒超聲波流量計(jì)使用條件】

1）水質(zhì)要求：

含有一定微小雜質(zhì)或氣泡的水體，水中漂浮物不宜過(guò)多。         
①當(dāng)水中漂浮物過(guò)多而又使用本儀器時(shí)，雜草或塑料袋等有可能覆蓋探頭而使之工作失效，這時(shí)需在儀器工作不正常時(shí)及時(shí)清除探頭上的覆蓋物。條件允許時(shí)可在上游設(shè)置攔污柵，但攔污柵距儀器距離不小于5倍水力半徑，以免水草等淤積于攔污柵前造成流態(tài)不穩(wěn)，這時(shí)攔污柵前的雜物需定期清除。（當(dāng)水草等雜物過(guò)多而干擾儀器時(shí)，需對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行處理，將其中的干擾數(shù)據(jù)去掉，具體可由軟件或人工來(lái)實(shí)現(xiàn)；干擾嚴(yán)重時(shí)干擾數(shù)據(jù)的處理需要有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人員來(lái)進(jìn)行。）
②當(dāng)水質(zhì)達(dá)到二級(jí)飲用水時(shí)，選擇有氣泡處（如跌水或閘門下游一定距離處）進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)有氣泡處的流態(tài)不穩(wěn)定不符合測(cè)流流態(tài)要求且不能采取有效的輔助穩(wěn)流措施（如設(shè)置整流柵或穩(wěn)流蓋板）時(shí)，只能選擇流態(tài)平穩(wěn)段進(jìn)行測(cè)量并采用如下特殊手段：   
a．當(dāng)為灌溉用水時(shí)在測(cè)量處上游渠底放置一定量的土塊：流速較低時(shí)可保持相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間；當(dāng)流速變大時(shí)會(huì)將土塊沖刷干凈，但此時(shí)水體中會(huì)產(chǎn)生氣泡并可滿足測(cè)量要求。因此當(dāng)流速加大又變小后，需重新在上游渠底放置一定量的土塊。
b．在測(cè)量處上游一定位置設(shè)置跌水裝置以產(chǎn)生氣泡（如擋水格柵，此時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的水頭損失，并在流速加大時(shí)有可能在下游一定距離內(nèi)產(chǎn)生亂流。）。

2）測(cè)流斷面的選擇（流態(tài)要求）：

    測(cè)流斷面上游要求有10倍水力半徑的順直段，下游有5倍水力半徑的順直段，且斷面形狀規(guī)則穩(wěn)定，以保證安裝位置的水流流態(tài)均勻穩(wěn)定。
    如果安裝位置流態(tài)較差或順直段較短，一種辦法是在上游設(shè)置整流柵（或穩(wěn)流蓋板）來(lái)穩(wěn)定流態(tài)，此時(shí)應(yīng)注意當(dāng)水中雜草過(guò)多時(shí)會(huì)堵塞整流柵而起到相反的作用，解決的辦法是在雜草堵塞整流柵時(shí)及時(shí)清除或在上游增設(shè)攔污柵；另一種辦法是率定一個(gè)修正系數(shù)或在同一位置的左右岸各設(shè)置1臺(tái)儀器或?qū)x器安裝于渠道中間位置。以上兩種辦法均會(huì)影響到儀器的測(cè)量精度。

【多普勒超聲波流量計(jì)安裝方式】

安裝位置：
探頭應(yīng)安裝于具有固定斷面的渠道順直段下游，順直段長(zhǎng)度最好是渠道水力半徑的5—10倍（順直段越長(zhǎng)測(cè)量精度越高），且這一距離范圍內(nèi)不得有過(guò)流阻擋物（如水閘、堰等），以保證探頭前端水流流態(tài)的均勻穩(wěn)定。

探頭應(yīng)盡量安裝于靠近渠底，當(dāng)渠底有雜質(zhì)沉積及水草生長(zhǎng)或滾動(dòng)的卵石時(shí)，可抬高安裝位置以避開渠底沉積物與水草覆蓋探頭或卵石沖撞探頭；探頭距渠底的具體高度最好為100mm—250mm，具體視渠道的最低測(cè)流水位而定。當(dāng)渠道水深較高且具有一定的最低水位時(shí)，為了安裝方便只要將探頭安裝于最低水位以下0.5倍處即可。

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