發(fā)布時(shí)間:2019-05-15 發(fā)布作者:
一、超聲波明渠流量計(jì)概述:
超聲波明渠流量計(jì)與量水堰槽配合使用,測量明渠內(nèi)水的流量。主要用于測量污水廠、企事液單位的污水排放口、城市下水道的流量。由于這種儀表采用超聲波穿過空氣,以非接觸的方法測量。因此在粘污、腐蝕性液體情況下,比其它形式的儀表具有更高的可靠性。
二、超聲波明渠流量計(jì)工作原理
超聲波明渠流量計(jì)儀表直接測量的物理量是液位。用于明渠測流量時(shí),在明渠上安裝量水堰槽。量水堰槽把明渠內(nèi)流量的大小轉(zhuǎn)成液位的高低。儀表測量量水堰槽內(nèi)的水位,再按相應(yīng)量水堰槽的水位-流量關(guān)系反算出流量。
常用的量水堰槽有,直角三角堰、矩形堰和巴歇爾槽(圖三)。
使用超聲波明渠流量計(jì),安裝時(shí)必須知道配用量水堰槽的水位-流量對應(yīng)關(guān)系。
量水堰槽的水位-流量關(guān)系可以從國家計(jì)量檢定規(guī)程《明渠堰槽流量計(jì)》JJG711-90中查到。
巴歇爾槽知道了喉道寬度b,就可以用相應(yīng)的公式算出水位-流量對應(yīng)關(guān)系。
直角三角堰和矩形堰也有相應(yīng)的公式。但是還與按裝的渠道尺寸有關(guān)。確定水位-流量關(guān)系時(shí),三角堰與渠道寬B、開口角度、上游堰坎高度p有關(guān)。
矩形堰與渠道寬B、開口寬b、上游堰坎高度p有關(guān)。
超聲波測液位原理:本儀表采用超聲波回聲測距法測液位。探頭固定安裝在量水堰槽水位觀測點(diǎn)上方。探頭對準(zhǔn)水面。探頭向水面發(fā)射超聲波。
儀表的工作原理:儀表控制探頭發(fā)射和接收超聲波。測量聲波傳輸時(shí)間測算液位mm。在通過查水位-流量表,把液位轉(zhuǎn)成流量(單位:升/秒)。
超聲波明渠流量計(jì)顯示:儀表顯示液位高度、瞬時(shí)流量、儀表把瞬時(shí)流量按時(shí)間累加,得出累計(jì)流量。
儀表輸出有,4~20mA電流模擬量;繼電器的開關(guān)量(需訂貨選擇);RS485的數(shù)字信號;
三、超聲波明渠流量計(jì)技術(shù)指標(biāo)
1. 流量量程:0.1升/秒~10米3/秒(由配用量水堰槽的規(guī)格決定)?
2. 流量不確定度:1-3%
3. 超聲波較大測距:2米
4. 探頭盲區(qū):0.4米(從探頭的法蘭盤起,0.4米內(nèi)不能用于測量)
5. 測距誤差:<0.4% 或±3毫米(在1米量程內(nèi))
6. 水位分辨力:1毫米
7. 儀器防護(hù):探頭為可防水式不可以浸水;儀器為防塵式
8. 交流或直流供電: 交流:220V 50HZ 2W;其他方式選購
四、超聲波明渠流量計(jì)結(jié)構(gòu)
五、超聲波明渠流量計(jì)現(xiàn)場拍攝
為了消除由于分別(順序地)在兩個(gè)方向上觸發(fā)和記錄超聲波信號而引起的高啟動抖動,我們依賴于同時(shí)(同步)激勵(lì)方法。這意味著數(shù)字示波器(Digilent Analog Discovery)[ 11 ] 的公共同步時(shí)鐘用于觸發(fā)和采集兩個(gè)方向的信號。因此,我們?nèi)∠藘蓚(gè)輸入通道之間的任何差分延遲時(shí)間,在與換能器之間的距離成比例的行進(jìn)時(shí)間之后,兩個(gè)換能器同時(shí)接收聲波。接收信號由于介質(zhì)的損耗和吸收聲能而衰減[ 12 ]。因此,我們使用兩個(gè)低噪聲運(yùn)算放大器OPA2846ID(Dallas Semiconductor Inc,Dallas,TX,USA),如圖2所示,以增加信號電平,從而提高信噪比。放大的信號由數(shù)字示波器采集,數(shù)字示波器使用雙通道,14位ADC,采樣率為50 MS / s。樣本以CSV數(shù)據(jù)格式保存并導(dǎo)入PC以計(jì)算TTD。用Matlab編寫的嵌入式(PC)軟件算法處理自動TTD測量重復(fù),提供所有控制子程序,用于控制函數(shù)發(fā)生器和數(shù)字示波器。
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