多普(pu)勒(lei)超声(sheng)波明(ming)渠(qu)流(liu)量计的(de)工(gong)作原理(li)和(he)使(shi)用条(tiao)件

多(duo)普(pu)勒(lei)超声波明渠流(liu)量计的工作原理和(he)使用条件
工(gong)作(zuo)原理： 
多普勒(lei)超(chao)声波(bo)明(ming)渠流量计(ji)产(chan)品有(you)三(san)个功(gong)能：测平(ping)均(jun)流(liu)速(su)、测水(shui)深(shen)、测(ce)水温。 
1、水温(wen)测量：其(qi)中(zhong)水温(wen)测(ce)量(liang)使用温(wen)度探头，温(wen)度(du)探头不与水接(jie)触(chu)，紧(jin)贴仪(yi)器外包装(zhuang)材(cai)料顶部，需(xu)要置于(yu)水底一定(ding)时间后(hou)才能反(fan)映(ying)实际(ji)水(shui)温(wen)。测水(shui)温(wen)的目(mu)的(de)是(shi)校(xiao)正超(chao)声波(bo)在(zai)水(shui)中(zhong)的速(su)度(du)，并修正压力传(chuan)感(gan)器(qi)所(suo)测(ce)得的(de)水(shui)位值(zhi)。 
2、水深测量(liang)（过(guo)水断面(mian)面(mian)积(ji)）：水深(shen)测(ce)量使(shi)用进口(kou)高精(jing)度压力传感器，置(zhi)于仪(yi)器底(di)部(bu)，其(qi)探(tan)头(tou)感应部(bu)位与(yu)水(shui)直(zhi)接接触(chu)；水(shui)深测得(de)后(hou)，通过(guo)渠(qu)道段(duan)断(duan)面(mian)形状(zhuang)可(ke)求(qiu)得过水(shui)断(duan)面(mian)面积。 
3、平(ping)均(jun)流速测量(liang)：流(liu)速(su)的(de)测量(liang)是通(tong)过超声波(bo)探头(tou)（换能器）发(fa)射(she)与接(jie)受(shou)超(chao)生波信号(hao)并做相(xiang)应(ying)的(de)计(ji)算(suan)处理(li)而(er)获得的：换(huan)能(neng)器1发(fa)射频(pin)率(lv)为f1的超声波(bo)信号(hao)，以一(yi)定(ding)角(jiao)度由(you)水下向水(shui)面发(fa)射(she)，在碰(peng)到水(shui)中(zhong)的(de)悬浮(fu)颗(ke)粒或(huo)气(qi)泡后，频(pin)率发生偏(pian)移(yi)，并(bing)以(yi)f2的(de)频率(lv)反(fan)射(she)到换能(neng)器(qi) 
4、这就是(shi)多(duo)谱(pu)勒(lei)将(jiang)就(jiu)，f2与f1之(zhi)差(cha)即为多谱(pu)勒频差fd。设(she)流(liu)体流(liu)速(su)为(wei)v，超(chao)声(sheng)波声速(su)为c，多(duo)谱(pu)勒频(pin)移(yi)fd正(zheng)比(bi)于(yu)流体(ti)流(liu)速(su)v。水中(zhong)会(hui)有大(da)量(liang)的杂(za)质颗粒与(yu)气(qi)泡，每一个(ge)反(fan)射(she)粒子(zi)对应一(yi)个(ge)多(duo)谱(pu)勒(lei)频(pin)移(yi)fd，通过(guo)换算可求得(de)其流(liu)速，这(zhe)些大(da)量(liang)粒(li)子(zi)的平均(jun)流速也即流体的平均(jun)流速(su)。 
通过测(ce)得(de)的平(ping)均流(liu)速(su)及水(shui)位(wei)及(ji)断面(mian)尺寸，可(ke)求得断(duan)面流量。

使(shi)用条件：
水质(zhi)要求(qiu)：
含(han)有一定(ding)微(wei)小(xiao)杂质(zhi)或气(qi)泡(pao)的水体，水(shui)中(zhong)漂(piao)浮(fu)物(wu)不易(yi)过多。
1、当水中漂(piao)浮物过多(duo)而(er)又(you)使(shi)用(yong)本仪器时，杂草(cao)或(huo)塑料袋(dai)等(deng)有可(ke)能(neng)覆(fu)盖(gai)探(tan)头而(er)使(shi)之工(gong)作(zuo)失(shi)效(xiao)，这时(shi)需在仪器工作(zuo)不(bu)正(zheng)常(chang)时及(ji)时(shi)清除探(tan)头(tou)上的覆盖(gai)物。条件允(yun)许(xu)时(shi)可(ke)在上(shang)游设(she)置(zhi)拦污栅(zha)，但(dan)拦(lan)污(wu)栅距(ju)仪(yi)器距(ju)离不(bu)小(xiao)于5倍水(shui)力半径，以(yi)免水草等(deng)淤(yu)积(ji)于(yu)拦污栅(zha)前会造(zao)成流(liu)态(tai)不稳(wen)，这时(shi)拦污栅前(qian)的(de)杂(za)物需定期清(qing)除。(当水草(cao)等杂物(wu)过多而(er)干扰(rao)仪器(qi)时，需对(dui)测量(liang)结果(guo)进(jin)行处理(li)，将其(qi)中(zhong)的(de)干扰(rao)数(shu)据去(qu)掉，具(ju)体(ti)可(ke)由(you)软(ruan)件或人(ren)工(gong)来(lai)实现；如果(guo)干扰严重的(de)话(hua)干扰数据的处理(li)需(xu)要(yao)有(you)经验的(de)专(zhuan)业(ye)人员来(lai)进(jin)行(xing))。
2、当(dang)水质(zhi)达到(dao)二级饮用水时，选择有气泡(pao)处(如跌(die)水(shui)或(huo)闸(zha)门(men)下(xia)游一定(ding)距(ju)离(li)处)进行测(ce)量。当有(you)气(qi)泡(pao)处的(de)流态(tai)不(bu)稳定(ding)不符合(he)测(ce)流流(liu)态要求且(qie)不(bu)能采(cai)取有(you)效的(de)辅助稳(wen)流(liu)措施（如设置(zhi)整(zheng)流(liu)栅(zha)或(huo)稳流(liu)盖(gai)板）时(shi)，这时(shi)只能选(xuan)择(ze)流态平(ping)稳(wen)段进行(xing)测(ce)量(liang)并(bing)采用(yong)如下特殊(shu)手段：
a:当(dang)为(wei)灌溉用(yong)水(shui)时在(zai)测(ce)量(liang)处上(shang)游渠底放置一(yi)定(ding)量的土块(kuai)：流速(su)较低时(shi)可保持(chi)相当长(zhang)的(de)时间(jian)；当(dang)流(liu)速(su)变大时会将土(tu)块(kuai)冲(chong)刷干(gan)净，但此(ci)时水(shui)体(ti)中(zhong)会(hui)产(chan)生(sheng)气泡(pao)并(bing)可(ke)满(man)足测量要求(qiu)。因(yin)此当(dang)流速加大又(you)变(bian)小后(hou)，需重新(xin)在上游渠底放置(zhi)一定(ding)量(liang)的(de)土(tu)块。
b:在测(ce)量处(chu)上(shang)游(you)一定(ding)位置设置(zhi)跌水(shui)装置(zhi)以产生(sheng)气(qi)泡(如(ru)挡(dang)水(shui)格(ge)栅，此时(shi)会产生(sheng)一(yi)定的水(shui)头(tou)损失(shi)，并(bing)在(zai)流(liu)速(su)加(jia)大(da)时(shi)有可能在下游(you)一定距离内(nei)产生(sheng)乱(luan)流)。
测(ce)流(liu)断(duan)面(mian)的(de)选(xuan)择(ze)(流态要(yao)求)：
测(ce)流断面上(shang)游要(yao)求(qiu)有(you)10倍(bei)水力(li)半径的顺(shun)直段，下(xia)游(you)有(you)5倍(bei)水(shui)力(li)半(ban)径(jing)的(de)顺(shun)直段(duan)，且断面(mian)形(xing)状(zhuang)规(gui)则稳(wen)定(ding)，以保证(zheng)安装(zhuang)位置的水(shui)流流态均(jun)匀(yun)稳定。如果(guo)安装(zhuang)位(wei)置(zhi)流态(tai)较(jiao)差或顺直(zhi)段较短(duan)，一种办(ban)法是在上(shang)游设(she)置(zhi)整(zheng)流(liu)栅(或(huo)稳流盖(gai)板(ban))来(lai)稳定流态，此时(shi)应(ying)注意(yi)当(dang)水中杂(za)草过多(duo)时会(hui)堵塞(sai)整流栅(zha)而(er)起到(dao)相(xiang)反的作用，解决(jue)的办(ban)法是在杂草(cao)堵塞整流栅时及(ji)时清除(chu)或(huo)在(zai)上游增设拦污(wu)栅；另一(yi)种(zhong)办法是(shi)率定(ding)一(yi)个(ge)修(xiu)正系(xi)数或在(zai)同一位(wei)置的左(zuo)右(you)岸各设置1台(tai)仪(yi)器(qi)或将仪(yi)器安(an)装于渠道(dao)中(zhong)间位置(zhi)。以上(shang)两(liang)种办法均(jun)会(hui)影响(xiang)到(dao)仪(yi)器(qi)的测量精(jing)度(du)。
含沙渠道(dao)的(de)应用
仪器(qi)分为(wei)A、B、C三种型(xing)号，以适(shi)应(ying)不(bu)同(tong)含(han)沙(sha)量(liang)的水(shui)质(zhi)：
含(han)沙量选(xuan)用(yong)型号(hao)6～25kg/m3 A型3～6 kg/m3 B型0～3 kg/m3 C型。

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