基于M-BUS的矿用超声波明渠流量计设计
基于ARM11的多声道超声波明渠流量监测系统设计
基于ARM11的多声道超声波明渠流量监测系统设计张庭亮;甄倩倩【摘要】为了解决传统明渠流量监测系统中时差法测量收发两端数据联动困难、无法测量较宽明渠流量的问题,提出了一种基于多声道时差法的明渠流量监测系统的设计方案.为了提高波形信号提取及接收的准确度,自行设计了三级可控增益放大滤波电路.该流量计不仅抗干扰能力强、测量精度高、稳定性好,且可定制性使得系统更灵活,更易于维护.%In the traditional method of time difference measurement in open channel flow monito-ring system,sending and receiving data on both ends of the linkage is difficult.In order to solve the problem of wide open channel flow,the paper proposed a design scheme of channel flow mo-nitoring system based on the multi-channel time difference method.In order to improve the accu-racy of the extraction of the waveform signal and the received signal,a three-stage controllable gain amplification filter circuit is designed.The flowmeter not only has the advantages of strong anti-interference ability,high measurement accuracy and good stability,but also can make the system more flexible and easier to maintain.【期刊名称】《山东理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(032)003【总页数】5页(P43-47)【关键词】超声波;明渠流量;无线传输;测量与控制【作者】张庭亮;甄倩倩【作者单位】安阳工学院电子信息与电气工程学院,河南安阳455000;安阳师范学院软件学院,河南安阳455000【正文语种】中文【中图分类】TP271.5不论是农业灌溉方式的改进、城市污水处理能力的提高还是江河水资源现状的监测，都需要流量检测的支持[1].国家正在实施的大中型灌区节水改造工程的重点是干支渠的衬砌与配套，灌区水利信息管理的实时化与现代化，内容相当广泛；其中明渠流量实时监测是其核心内容之一，是推动计量灌溉，促进灌区节水和提高农作物水分生产率的基础.现在，灌区应用很广泛的流量测量方法主要有：容积式测量方法、压差式测量方法、流体阻力式测量方法、速度式测量方法[2].随着灌区流量测量的要求不断提高，精度不断细化，很多方法由于施测计算复杂、成本较高等因素逐渐接近淘汰.超声波在流体中传播时，将会携带流体流速信息.通过检测超声波传播速度信息，可以获得液体的流速信息，进而获得流量信息.在超声波流量计的研究方面，很多学者[3-10]已经做了一些工作.在前人工作的基础上，提出了以多声道时差法为基础，使用高性价比、低功耗S3C6410为CPU，实现实时通讯传输的监测系统，具有较好的实时性和测量精度.1 设计原理1.1 时差法测量原理在明渠的两侧，按一定的倾斜角t2安装一对波源A与 B ，由A向B传播的超声波顺流速度为超声波理论流速加上流体的流速，由B向A传播的超声波逆流速度为超声波理论速度减去流体的流速.顺流与逆流之间的差值结合已知的超声波本身的理论速度就可以得出流体的流速[11-12].图1显示了具体的测量过程.图1 测量过程Fig.1 A schematic diagram of the measurement process顺流传播的时间t1为(1)逆流传播的时间t2为(2)式中:D为管道直径；v为流体的流速；c为静水超声波速.传播时间差为(3)由于流速远小于超声波自身的传播速度，在三角经验公式中，可以化简c2-v2cos2θ≈c2，进而得到简易公式(4)此时可得流体的流速为(5)工程应用中，我们可以看出，以上步骤所求的流速是一段距离内的平均速度，要获得明渠横断面上的瞬时速度，必须引入流体动力学中的分布系数进一步修正.1.2 干扰类型与修正原理实际测量中，流体温度及环境温度的变化会造成流体粘度及雷诺数的相继改变.进而改变传播过程中的阻力因素，波速也因此改变.对于温度的变化有两种修正方法，即数学模型法和温度补偿法.数学模型法对测量系统的总体精度提出了更高的要求，在后期信号处理过程中稍有偏差，整个实验结果便会因为蝴蝶效应归于失败.因此，系统采用了温度补偿算法.温度补偿算法通过测量流体的实时温度，对比获得检测瞬间超声波自身速度，在计算过程中使用这一数值，保证温度这一影响因子在检测瞬时的确定性与准确性.而且，温度测量的完成，也可以从侧面对实际测量结果进行校对，避免粗大误差.不论从设计精度的角度还是从实际应用的角度，背景噪声以及超声波本身的混响都是不容忽视的.为了消除噪声及混响的干扰，硬件电路设计中，每一级信号放大后都加上了滤波电路.通过三级放大滤波，噪声及混响因素产生的干扰可以消除.单声道的测量只能确定某一层流的速度或者说是某一截深度水流的平均流速.这一流速不能代表整个横断面的平均流速.采取多声道测量，取相邻声道的数据求得这两个声道围成的区域面积的平均流速，区域面积流速积分获得区域流量；再将多声道测量所得的数个区域流量求和得到很断面总体体积流量.理论上分析，多声路测量中的声道数与测量精度成线性增长.但是工程实际的测量经验得出，声道数量达到五声道后，增加声道的方法，不仅不会减小正向误差，相反，逆向误差的出现降低了测量精度.而且，市场上的测量探头成本不低，增加声道，增加了翻倍的成本.所以，设计采用五声道测量.1.3 系统组成超声波流量测量采用多声道时差法，为了便于实现温度补偿，要求测量时间足够精确.为了解决天然河道布线困难，维护不易，超声波发送与接收以及时间测量联动性差的问题，采用无线传输实现指令下达以及数据传输.收发切换可以更好的利用无线模块收发一体以及超声波换能器收发一体的特点，消除非对称性误差.系统的总体设计为：电源模块，S3C6410中央处理器模块，收发切换模块，时间测量模块，无线模块，超声波收发模块，显示模块，存储模块，键盘输入模块，通讯模块，温度测量模块.系统框图如图2所示.图2 系统结构图Fig.2 The structure diagram of the system2 系统硬件设计超声波硬件设计原理繁杂，结构模块较多，篇幅所限，仅对有改进的模块设计予以介绍.2.1 超声波收发模块的设计超声发射电路采用了单脉冲发射电路，它由脉冲发生、放大电路构成.TDC-GP2是ACAM公司通用TDC系列的新一代产品.它具有更高的精度和更小的封装，尤其适合于低成本的工业应用领域.GP2具有高速脉冲发生器，停止处理信号的使能端，能实现温度测量和时钟控制等功能，这些特殊功能模块使得它尤其适合于超声波流量测量和热量测量方面的应用.采用TDC-GP2产生高速周期脉冲，经三极管放大和变压器升压，达到足够功率后推动换能器产生超声波.这里变压器的主要用途是升高脉冲电压和使振荡器的输出阻抗与负载(超声换能器)阻抗匹配.变压器与探头接成单端激励方式，具体的发射电路原理连接如图3所示.TDC-GP2发出的脉冲信号经放大和升压，在适合的能量区间值获得后驱动换能器.图3 发射模块硬件图Fig.3 Schematic transmitter module超声波在传播过程中，由于各种干扰不断减弱，接收端所能接收到的超声波信号十分微弱，有可能只有几毫伏.对这样小的信号进行检测处理，要想获得较为理想的效果，放大电路是重中之重.为了提高系统的精度，必须将系统中存在的噪声滤除.图4所示为超声波接收电路的整体硬件框图，采用三级滤波放大.图4 超声波接收电路硬件框图Fig.4 The block diagram of ultrasonic receiver circuit hardware接收模块的第一部分为高通滤波放大.选用 OPA2350 运算放大器，这种运放是高速单电源满幅度运放，带宽很宽，可达为38MHz.输入阻抗达 1013，适于匹配.放大 40dB.第二级为可控增益放大电路，由于采用多声道测量，每个声道都单独自成一体.为了实现整个系统的精确测量，必须根据接收信号的强度对每一路信号进行智能可控调节.经过多次实测，最后获得适合于某一特定区域的阈值电压与增益倍数.选用 AD603.第三部分与第一部分所选芯片相同，但是设计中电路采用带通滤波放大.三级放大电路设计如图5所示.(a)第一级放大电路 (b)第二级放大电路 (c)第三级放大电路图5 超声波接收电路Fig.5 Ultrasonic receiving circuit2.2 时间测量模块的硬件设计采用 TDC-GP2 的测量范围 2 来测量超声波传播时间.在这种模式下，TDC 的高速单元并不测量整个时间间隔，仅仅测量从 Start 信号上升沿到下一个基准时钟上升沿和 Stop 信号上升沿到下一个基准时钟上升沿的时间间隔(fine-counts)，而在两次精密测量之间，TDC 记下基准时钟(Tref)的周期数 (coarse-count).时间测量电路如图6所示.图6 时间测量电路Fig.6 Time measurement circuit2.3 无线传输模块的总体硬件设计传统测量收发两端通过布线达到通讯的目的，实用性较差，限制了明渠的宽度.针对这一问题，在收发端采用无线模块采用C51RF-CC2520开发板.开发板集成了射频发送、接收，数据存储等功能，实测直径50m对发对收信号稳定.射频芯片采用CC2430. 不仅可以实现收发两端实时通信还可将测量数据及时传输给上位机.原理图如图7所示.图7 无线传输硬件原理图Fig.7 The schematic digram of wireless transmission hardware3 系统软件设计系统测量过程的实现：首先主机中央处理器下达运行指令，无线传输模块将指令同时发送到超声发射与超声接收模块.完成接收、测差、数据传输等功能.超声接收模块将接收时间返回处理器，处理器经过计算考虑无线传输带来的时间迟滞，获得超声波在水流中的传播时间，完成硬件部分的测量功能，中央处理器通过算法计算获得流量，第二次测量，收发位置反转，流程相同.具体的流程图如图8所示.图8 系统程序流程图Fig.8 Flow chart of the system program4 结束语本文利用高性价比、低功耗ARM 11处理器，结合自行设计的收发硬件模块，实现了多声道流速数字化采样计算，并转换为流量.通过无线传输模块实现了收发联动与上位机传输.设计中的不足有：流速断面仍需人工给出，没有实现水速与水位的多点实时测量.无线传输自身存在的发送数据丢失以及发送过程时间延迟的不固定对后期数据处理产生影响.要解决这些问题还需开展更加深入的研究.参考文献:[1〗赵育. 超声波流量计在水库供水中的应用与维护[J]. 吉林水利, 2016(1):43-44.【相关文献】[2]闫菲. 多脉冲时差法超声波流量计的设计与实现[D]. 大连：大连理工大学, 2006.[3]马龙博, 陈果夫, 张宁宁. 便携式超声波流量计的量值溯源方法及流量测量研究[J]. 自动化与仪表, 2017(1):30-33.[4]李冬, 苑修乐, 杜广生,等. 超声波流量计中反射装置的声-固耦合分析[J]. 仪器仪表学报, 2015, 36(9):1 945-1 952.[5]汤卓远. 多声道气体超声波流量计场补偿关键技术研究[D]. 杭州：浙江大学, 2016.[6]肖永良. 高精度超声波流量计的研发[D]. 成都：电子科技大学, 2016.[7]刘宇杰, 李斌, 刘振凯,等. 基于TDC-GP22的超声波流量计设计[J]. 工业控制计算机, 2015,28(3):166-167.[8]DEWIN M S. Ultrasonic flow measurement for pipe installations withnonideal conditions[J]. Joural of Irrigation and Drainage Engineering,2012，138(11):993-998. [9]ZHAO H, PENG L, TAKAHASHI T, et al. CFD aided investigation of sound path position and orientation for a dual-path ultrasonic flowmeter with square pipe[J]. Sensors Journal,2015,15(1):128-137.[10]SHI S H, LIU Z H G, SUN J T, et al. Study of errors in ultrasonic heat meter measurements caused by impurities of water based on ultrasonic attenuation[J].Journal of Hydrodynamics，2015,27(1):141 -149.[11]陈波, 李少波. 基于时差法的超声波流量计硬件系统设计[J]. 信息通信, 2015(12):68-70.[12]吴春华. 时差法超声波流量计的研制及流场适应性研究[D]. 杭州：浙江理工大学, 2015.。
超声波明渠流量计的原理和应用
超声波明渠流量计的原理和应用介绍了超声波明渠流量计的的原理和特点，并对流量计在安装和使用中应注意的要点进行了归纳。
标签：水力学法测量流量；超声波明渠流量计；原理1 概述明渠是一种具有自由表面（表面上各点受大气压强的作用）水流的渠道。
根据它的形成可分为天然明渠和人工明渠。
前者如天然河道；后者如人工输水渠道、运河及未充满水流的管道等。
明渠导流广泛应用于污水治理流入和排放渠、工矿企业废水排放和农田灌溉用渠道、火电厂冷却水引水和排放渠等。
明渠流量测量的方法很多，针对不同的工况和介质可以采用不同测量方法。
常用的流量监测方法有：水力学法、物理法、流速面积法等几种，其中水力学法是根据流体力学中“水位-流量”的关系，将测得的水位代入水力学公式测量水流量的方法。
基于水力学法原理的测流方案，在自动化测量仪器中多选择超声波明渠流量计，具有非接触测量、免维护的特点，在明渠测流中得到了日益广泛的应用。
2 水力学法测量流量的原理根据流体力学原理可知：明渠内的流量越大，液位越高；流量越小，液位越低。
另外，一般明渠内水流量大小还与渠道的横截面积、坡度、粗糙度有关。
如果在渠道内安装几何尺寸和堰板材料固定的量水堰槽后，流量与液位就建立了确定的对应关系。
这样量水堰槽就把流量测量转成了易于實现的水位测量。
常用的量水堰槽种类有三角堰、矩形堰和巴歇尔堰槽三种（见图1）。
简言之，水力学法测量流量的原理为：首先测量出量水堰槽内水流的液位，再根据“水位-流量”的水力学关系公式，求出流量。
图13 超声波明渠流量计的工作原理超声波明渠流量计由仪表主机和超声波探头等组成，利用超声波回声测距原理测量水位，再由仪表主机内的运算单元将水位信号换算成流量信号3.1 超声波测液位原理超声波水位流量计采用超声测距法测量液位。
探头安装在量水堰槽水位观测点上方（如图2）。
探头向水面发射超声波，超声波的能量被水面反射，经过时间T被探头接受。
根据超声波的传播速度和经过的时间T，仪表经过运算后得出渠道水深H。
超声波明渠流量计污水流量计巴歇尔槽流量计
超声波明渠流量计污水流量计巴歇尔槽流量计超声波明渠流量计产品名称: 污水流量计巴歇尔槽流量计流量计所属大类:不指定小类所属小类:发布时间: 2008-8-4浏览次数: 0超声波明渠流量计污水流量计巴歇尔槽流量计超声波污水明渠流量计是根据特定形状的流道，保证一定液位高度可得知流量大小;选用巴歇尔槽作为特定流道，测量精度高，安装方便。
常用的量水堰槽有，直角三角堰、矩形堰和巴歇尔槽:最大流量小于150T/H建议使用直角三角堰;大于150T/H建议使用巴歇尔槽;上游渠道较短，最大流量又大于150T/H建议使用矩形堰。
使用玻璃钢制做量水堰或槽。
三角堰、矩形堰堰口尺寸要准确，朝向进水一侧表面要光滑;巴歇尔槽喉道部分尺寸要准确，槽内表面要光滑。
巴歇尔槽的特点: 水中固态物质几乎不沉积，随水流排出;水位抬高比堰式小，仅为堰式的1/4，适用于不允许有大落差的渠道。
测量介质:污水信号传输距离达1200米流道形式:巴歇尔槽、三角堰、矩形堰同黑匣子联机，进入城市电精度:2.5级规格齐全(20,5000吨/小时) 量程:0,5000t/h 实现电流信号传输，距离达5000米电源:220v/AC 免调试，安装方便。
显示方式:累积8位LED显示瞬时4位LED显示可选配RS-232、RS-485、GSM、GPRS、无线数传等通讯方式适应日晒雨淋的恶劣环境下工作超声波明渠流量计使用Parshall Flume巴歇尔槽(帕歇而槽)型号如下: 附具体要求时P可以省略3仪表型号流量范围(m/h) 最高水位(mm) 适用渠道尺寸(宽*高),500*350 LMC-P20 1 - 20 250,500*350 LMC-P50 1 - 50 250,550*550 LMC-P100 5-115 330,700*700 LMC-P400 8-400 450,900*900 LMC-P900 100-900 600,1100*1050 LMC-P1500 15-1440 750,1300*1050 LMC-P2000 20-2260 750,1500*1050 LMC-P3000 45-3060 750,1700*1050 LMC-P4000 90-3960 750,1800*1200 LMC-P5000 108-5400 800,2100*1200 LMC-P7000 126-7200 800超声波明渠流量计使用三角堰、矩形堰型号如下: 附具体要求时Y可以省略3仪表型号最大流量(m/h) 最高水位(mm) 堰形式适用渠道尺寸(宽*高) ,650*550 直角三角堰 LMC-Y150 162 250,550*400 矩形堰 LMC-Y200 205 250,850*500 矩形堰 LMC-Y500 553 300,1100*800 矩形堰 LMC-Y2000 1940 500,1600*800 矩形堰 LMC-Y2500 2475 500特殊要求可以定做LMZ /LMC/ 超声波明渠流量计、巴歇尔槽流量计超声波探头+巴歇尔槽明渠流量计一、原理:LMZ/LMC/超声波污水明渠流量计是根据特定形状的流道，保证一定液位高度可得知流量大小;选用巴歇尔槽作为特定流道，测量精度高，安装方便。
超声波明渠流量计说明书
超声波明渠流量计使用说明书超声波明渠流量计简易操作说明中文显示界面 英文显示界面1、按键功能 面板上有三个按键，通过这三个按键可对仪表进行调试。
调试后液晶屏幕上显示测量值。
SET 键 键◇进入菜单项 ◇移动光标◇确认菜单项 ◇选择菜单项◇确认参数修改 ◇参数修改2、仪表通电显示后，按设置键（SET ）进入一级菜单。
3、将探头的高度值输入到“参考零点”，“参考零点”在菜单中的位置见附表三菜单结构图。
（探头高度为探头发射面到堰槽流水口的距离）4、标定“4mA 流量值”和“20mA 流量值”4mA 流量值：瞬时流量等于这个值时输出4mA.20mA 流量值：瞬时流量等于这个值时输出20mA.“4mA 流量值”和“20mA 流量值”在菜单中的位置见附表二菜单结构图。
5、选择量水堰槽的种类，要考虑渠道内流量的大小，渠道内水的流态，是否能形成自由流。
最大流量小于40升/秒（144吨/小时）建议使用直角三角堰；大于40升/秒建议使用巴歇尔槽；上游渠道较短，最大流量又大于40升/秒建议使用矩形堰。
使用仪表测量时要先标定参考零点，参考零点为探头到堰槽水位零点的距离。
（本仪表默认选择巴歇尔槽）①三角堰使用三角堰，可以在菜单“9堰槽类型”→“1三角堰”→“1 工作状态”项选择“开启”，“2 三角堰角度”选择实际角度仪表就可以根据水位自动算出水位对应的流量。
②矩形堰使用矩形堰，可以在菜单“9堰槽类型”→“2 矩形堰”→“1工作状态”项选择“开启”，并且在“2 标准渠道”中选择“0.25米、0.50米、0.75米、1.00米、非标渠道”，仪表就可以根据水位自动算出水位对应的流量。
③梯形堰使用梯形堰，可以在菜单“9堰槽类型”→“3 梯形堰”→“1工作状态”项选择“开启”，并且在“2 堰槛宽B”中输入实际实际渠道的堰槛宽，仪表就可以根据水位自动算出水位对应的流量。
④巴歇尔槽使用巴歇尔槽，可以在菜单“9堰槽类型”→“4 巴歇尔槽”→“1工作状态”项选择“开启”，巴歇尔槽流量公式：Q=Cha n。
基于NIOSⅡ的超声波明渠流量计设计
收稿 日期 ：０ １ ０ — １ ２ １ － ８ ３ 稿 件 编 号 ：０ １ ８ ２ ２ １０ １ １
时 流 量 ， 别 送 到 Ｌ Ｄ显 示 器 显 示 和 数 据存 储 器 存 储 ， 盘 分 Ｃ 键 电路 可 以 查 询 之 前 记 录 的 流量 值 和 设 置 时 钟 、 讯 等 相 关 参 通
数 ：ｓ８ Ｒ ４ ５串 行 通 讯 和 电 流 环 输 出 电路 用 于 上 位 数 据 采 集 及
输 出信 号 频 率 较 低 且 可 升 级 性 差 、 度 低 。 中采 用 在 ｎ）Ａ 精 文 Ｇ 中构 建 Ｎ Ｏ 软 核 的 方 法 实 现 对 超 声 波 明 渠 流 量 计 的 核 心 Ｉ ＳＩ ｌ 控 制 ， 设 计 过 程 中 由 于 Ｓ Ｐ 可 编 程 片 上 系 统 ） 可 定 制 在 Ｏ Ｃ（ 的
流 量 测 量 在 工 矿 企 业 、 田河 流 、 境 保 护 等 许 多 领 域 农 环 中 占有 非 常 重 要 的 位 置 。作 为 流 量 监 测 的重 要 组 成 部 分 ， 明
渠 流 量 测 量 广 泛 应 用 于 工 业 企 业 、 流 、 业 用 水 中 给 、 水 河 农 排
性 ， 其硬件设计灵活可靠 。 使
１ 超 声 波 明 渠 流 量计 的 基 本 原 理
明 渠 流 量 计 是 在 非 满 管 状 敞 开 渠 道 测 量 自 由 表 面 自然
流 的流量仪表 。非满管状态 流动的水路称作 明渠 ， 测量 明渠
九波超声波明渠流量计说明书
九波超声波明渠流量计说明书
九波超声波明渠流量计是一种基于超声波技术实现流量测量的仪器。
该流量计主要适用于各种明渠、河流、渠道等场合中的流量测量，具有非
接触式、高精度、无污染、维护简单等优点。
使用说明：
1.安装：将流量计安装于待测流体体积可占用的极限位置，将传感器
固定并调整水平；
2.设置：流量计具有多个参数需要设置，如流量计口径、渠道形状、
流量计传感器冷却方式等等，用户应根据具体情况进行相应设置；
3.连接：将流量计与数据采集仪器等设备连接，确保数据传输顺畅；
4.启动：按照说明书中的流程进行启动，保持传感器与流体保持稳定
状态；
5.测量：当流体通过传感器时，超声波将被反射并被接收器接受；流
量计通过算法计算流量数据并显示在屏幕上。
注意事项：
1.在使用过程中应注意防水、防潮、防尘；
2.在测量中应避免产生大幅度波动或冲击，以免影响测量的准确性；
3.测量结束后应及时清洗传感器等部位，保持设备清洁。
以上是九波超声波明渠流量计的使用说明书，希望能对用户有所帮助。
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超声波流量计设计
学号：14111501202 湖南理工学院毕业论文题目：超声波流量计的设计作者：刘阳届别：2011级院别：机械工程学院专业：机械电子工程指导老师：周红波职称：讲师完成时间: 2015.5.10摘要超声波流量计是利用超声波在流体中的传播特性来测量流量的计量仪表。
凭借其非接触测流、仪表造价基本上与被测管道口径大小无关、精度高、测量范围大、安装方便、测试操作简单等自身的优势被认为是较好的大管径流量测量仪表，在电力、石油、化工特别是供水系统中被广泛应用。
然而，由于超声波流量计只是在近几十年才出现的一种新型仪表，还有很多不完善的地方，比如成本较高、精度不够等，有必要对其加以改进和提高。
本设计与传统的机械式流量仪表不同，它具有机械式仪表所不具备的优点，而且因其采用高精度时间测量芯片TDC-GP2进行时间测量，保证了测量的精度。
本设计采用时差法原理进行测量流体流速，进而计算出瞬时流量。
论文从流量计的发展历史和背景到超声波流量计的原理、特点以及国内外发展概况，详细地介绍了超声波流量计。
另外，论文又详细研究了时差法超声波流量计的理论知识，并在理论基础上研究了超声波流量计的硬件电路与软件部分，其中所用的高精度时间测量芯片TDC-GP2以及单片机STC89C58RD+是本设计的核心部分。
本设计成功实现了瞬时流量的测量与辅助功能的实现，有较广阔的研究前景。
绪论1.1流量计的发展历史与现状概述数千年前，人们为了适应水利和农业灌溉的需要，就已经开始关注流量测量的问题。
流量测量作为人类文明的一种标志，是计量科学技术的组成部分之一，它不仅广泛用于农业和水利，也广泛用于化工、石油、冶金以及人民生活各个领域之中，一直得到世界各国政府和企业的重视，而且重视程度一直在不断加强。
最早的流量测量发生在公元前1000年，古埃及人通过对尼罗河流量的测量来预计当年收成的好坏，古罗马人利用孔板测量的方法在修建引水渠时进行流量测量。
而到目前为止，流量计的发展也有了几百年的时间，早在1738年，瑞士人丹尼尔·伯努利以伯努利方程为基础，利用差压法测量水流量；后来意大利人文丘里研究用文丘里管测量流量，并于1791年发表了研究结果；1886年，美国人郝谢尔用文丘里管制成测量水流量的实用装置。
超声波明渠流量计(分体)
使用前请详细阅读本说明书，并保存以供参考。
● 请遵守本说明书操作规程及注意事项。
● 在收到仪器时，请小心打开包装，检视仪器及配件是否因运送而损坏，如有发现损坏，请立即通知本公司及经销商，并保留包装物，以便寄回处理。
● 当仪器发生故障，请勿自行修理，请直接联系本公司或本公司授权的维修部门，否则若有损伤，后果自负。
一概述我公司专业生产明渠流量计，用于测量明渠内各种流体的流量。
明渠流量计具有同介质非接触测量、节省场地、工作可靠、宽量程比等优点，既可用于污水排放的测量，又适用于农田水利灌溉的用水计量以及旧城区的排水改造工程。
●主要技术指标●基本原理当被测介质全部通过堰槽形成自由流时，其流量与堰槽上游水位形成对应关系，通过测量水位的高度再进行一系列换算就可以得出相应流体的瞬时流量。
●具体适用尺寸明渠流量计有钢质堰槽和PVC堰槽两种。
钢质堰槽可以同圆管进行焊接连接，无需进行土建工程，适用于自流情况下的管道，而PVC堰槽需要辅以土建导流槽。
通常情况下对于渠道的高度（深度）不作严格要求，如果有淤泥沉淀或有特殊要求，请与我公司技术部联系，我们会在第一时间给您满意的答复。
●材质的选择钢质堰槽槽体采用不锈钢制作，有极好的耐腐蚀能力；PVC堰槽具有抗腐蚀能力，但应防止阳光曝晒，防止老化，也不宜用于高温介质。
明渠渠道横剖面尺寸示意图●流量传感器全密封制作，防腐防潮，适用于各种介质的测量，更可用于低功耗测量。
电子式探头适用于有风、水、蒸气、泡沫或者涡流的环境下；超声波探头适用于腐蚀性化学物质、悬浮物和油脂存在等苛刻的环境下使用。
●明渠流量计选型步骤☆确定流量范围：可以用公式（日水排放量/日排放时间）算出每小时的排放水量。
☆确定选用测量方式：流量小于50m3/h时应选用堰式，大于该流量可根据用户现场情况进行选用。
一般现场安装位置预留较大的，水流坡度平缓的，可以选用巴歇尔槽式，如位置较小，下游畅通的，可以选用矩形堰式。
一般现场情况为下水道排放的，不易采用巴歇尔槽式，在下水道口安装矩形堰式是较佳的选择。
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关键词 ： 明渠流量计； 无喉道槽 ； 超声波智能流量传感器；动态电压阈值 中 图分 类号 ：Ｈ １ Ｔ ８４ 文献 标识码 ： Ａ 文章编 号 ：０ １— ８ ４ ２ １ ）４— Ｏ３－ ５ １０ ０ ７ （０ １ ０ ０４ ０
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摘
要 ： 为 实时监 控 明渠流 量 ， 效预 防矿 井水 害 的发 生， 用 无喉 道 槽和 非接 触 测量 的超 声 波 有 采
智 能流 量传 感器 测量 明渠 流量 ， 既给 出 了明渠 实 时流 量 与水头 高度 之 间的关 系 ， 减少 了淤积 的泥 沙
对测量 的影响， 又提高 了流量测量装置的稳定性。实验表明， 超声波无喉道槽流量计的不确定度低
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０ 引 言
１ 明渠流 量测 量 的原 理
明渠 是矿 井 中常 用 的排 水 设 施 ， 明 渠 的水 中 在 大 多含 有大 量 的煤 粉 泥 沙 等 杂质 ， 不仅 抬高 了水 位 造成 流 量测量 的误 差 ， 且 附 着 在 流量 仪 器 的探 头 而 表 面 ， 使仪 器损 坏 。为 实时监 控 明渠 流量 ， 致 有效 预 防矿 井 水害 的发 生 ， 用 非 接 触测 量 的方 法 可 以提 使 高流 量测 量装 置 的稳定 性 。现 有 的非接触 测 量流 量 的方 法 有射线 法 、 激光 法 、 雷达 法 、 超声 波测 量法 等 ， 考 虑到 成本 以及 可操作 性 ， 本设 计 采用无 喉道 槽 ， 配 合二 次 流量 仪表 超声 波智 能流 量传 感器 测量 明渠 的
Ａｂ ｔ ｃ ： Ｉ ｒ ｅ ｏ ｒ ａ — ｍｅ ｃ ｎ ｒ ｌ ｔ ｅ ｏ ｅ ｈ ｎ ｅ ｏ ａ ｅ ｅｆ ｃｉ ｅｙ ｐ ｅ ｅ ｔ ｔ ｅ ｃ ａ ｎ ａ ｅ ｓｒ ｔ ａ ｎ ｏ ｄ ｒ ｔ ｅ ｌ ｉ ｏ ｔ ｈ ｐ ｎ ｃ ａ ｎ ｌ ｆ ｗ ｒ ｔ ， ｆ ｔ ｌ ｒ ｖ ｎ ｈ ｏ ｌ ｍｉ ｅ ｗ ｔｒ ｔ ｏ ｌ ｅ ｖ２１ ０１年第 ４期 煤 Nhomakorabea矿
机
电
・ ３・ ４
基 于 Ｍ—Ｕ Ｂ Ｓ的矿 用 超声 波 明渠 流 量计 设 计 术
徐乐年 刘伟光 王全 ， ，
（． １ 山东科 技大学 信息与 电气工程学 院，山东 青岛 ２ ６ １ ； ． ６ ５０ ２ 山东科技 大学 机械电子工程学院 ，山东 青 岛 ２ ６ １ ） ６ ５ ０
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