今年我們做了很多流量監(jiān)測的項目，發(fā)現(xiàn)明渠的流量監(jiān)測項目越來越多，例如灌區(qū)信息化中的渠道流量監(jiān)測、農(nóng)業(yè)水價改革項目中的明渠流量監(jiān)測、企業(yè)排污的排污口流量監(jiān)測、海綿城市中的地表水流量監(jiān)測等等，這些項目的重要組成部分就是超聲波明渠流量計，結(jié)合多種項目現(xiàn)場安裝情況，給大家分享一下我們的經(jīng)驗，以供參考。
原理簡介：超聲波明渠流量計通過測量聲波在接觸到渠道水面后反射回來的時間、聲速就可以計算傳感器探頭到液面的距離，從而確定液位。再根據(jù)量水堰的構(gòu)造尺寸，根據(jù)公式算出渠道流量。
那么我們在選擇超聲波明渠流量計時有哪些注意事項哪呢？主要有以下五點：
一、量程和精度的選擇，應(yīng)用在農(nóng)業(yè)灌溉末級渠道和污水排放渠道明渠流量計的水位量程在2-4m范圍內(nèi)選用，探頭盲區(qū)在0.3-0.5m范圍內(nèi)。精度根據(jù)實際應(yīng)用需求來選擇，做到經(jīng)濟合算。比如用于農(nóng)業(yè)灌溉水量數(shù)據(jù)僅用于數(shù)據(jù)統(tǒng)計或過程控制僅僅是檢測一下過程流量，無需做精確控制和計量，可以選擇精度等級稍低的，如1.5級、2.5級，甚至 4.0級，這時可以選用價格低廉的明渠流量計。若農(nóng)業(yè)灌溉水量數(shù)據(jù)作為灌溉用水量的收費依據(jù)，應(yīng)該選擇精度等級高些，如1.0級、0.5級，或者更高等級;工業(yè)園區(qū)的污水廠或其他企業(yè)的明渠污水排放計量涉及到排污費的計算，建議選擇0.5級以上的精度。
二、量水堰槽的選擇和安裝，常見的量水堰槽分為三種，三角堰，矩形堰，巴歇爾槽。在農(nóng)業(yè)灌溉和污水排放上推薦選擇巴歇爾槽。巴歇爾槽的水位- 流量關(guān)系是由實驗標(biāo)定出來的，數(shù)據(jù)相對精確，只要保證巴歇爾槽下游有水位差，排放暢通，不會積水即可。三角堰和矩形堰的水位- 流量關(guān)系來源于理論計算，容易由于忽視一些使用條件，帶來附加誤差，而且對上下游落差也有要求。
三、電源供電類型的選擇，供電類型有24V DC、12V DC、5V DC、220V AC等，若現(xiàn)場有市電供電電源，則選擇220V/AC供電類型，若現(xiàn)場無市電供電電源，則優(yōu)先考慮12V/DC，與之配套的DTU/RTU均為12V/DC供電，保證現(xiàn)場供電的一致性。
四、信號傳輸類型選擇。
1、數(shù)字信號：數(shù)字信號要確定數(shù)據(jù)接口和通訊協(xié)議。數(shù)據(jù)接口Rs485、Rs232等。協(xié)議有HART協(xié)議、Modbus協(xié)議、Profibus協(xié)議等。
2、模擬信號：模擬信號有電流（DC4-20mA） 、電壓、電阻(電阻和電壓一般很少用)等。
在我們的解決方案中優(yōu)先選擇數(shù)字信號，數(shù)據(jù)接口選擇RS485 或RS232，因為數(shù)字信號不易被環(huán)境因素干擾，傳輸穩(wěn)定，便于存儲和交換，能夠更好地與數(shù)采系統(tǒng)銜接。
五、防護等級和表體材料的選擇，在我們的解決方案中多數(shù)屬于戶外環(huán)境，探頭部分的防護等級必須達到IP68，儀表顯示部分防護等級應(yīng)不低于IP66，且儀表的過線孔要堵死。表體材料應(yīng)滿足在環(huán)境溫度濕度范圍內(nèi)，符合不氧化，不易老化，不變形等要求，應(yīng)用在污水排放渠道時應(yīng)符合《中華人民共和國環(huán)境保護行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HJ/T15-2007》。
超聲波明渠流量計的安裝，需要注意以下兩點：
一、 超聲波探頭安裝形式和注意事項
明渠超聲波流量計的安裝形式有支架安裝和法蘭安裝，若現(xiàn)場條件允許優(yōu)先選擇法蘭安裝，法蘭安裝更便于調(diào)節(jié)探頭發(fā)聲方向與水面的垂直。由于超聲波流量計發(fā)射角與盲區(qū)的存在，水面距離探頭底面要大于盲區(qū)距離，我們在選擇安裝位置時不能離渠道邊緣太近，應(yīng)裝在渠道的中線上方 以免影響儀表的正常工作。
注意：不論是那種安裝方式，探頭進線都要用保護管保護；探頭發(fā)射面一定要露出不能有遮擋。
二、 超聲波探頭與巴歇爾槽的配合
探頭在渠道上的安裝位置要符合量水堰槽的要求。巴歇爾槽在進口收縮段的1/3位置，通常外購的巴歇爾槽都會自帶探頭安裝架，只需調(diào)節(jié)好探頭和水平即可。農(nóng)業(yè)灌溉現(xiàn)場很多為了節(jié)省成本或者避免運輸麻煩通常會直接用水泥澆筑成量水槽，容易造成水位觀測點處水面波動劇烈影響水位測量，這時需要使用靜水井，將探頭安裝于靜水井上方，靜水井的構(gòu)造如圖所示。由于連通管的作用，靜水井內(nèi)的水位與量水堰槽內(nèi)水位相同。要求靜水井為方形，內(nèi)尺寸以0.5～1米見方為好。
安裝完畢之后需要按照廠家提供的使用說明對流量計進行參數(shù)設(shè)置：量水堰類型、堰高、堰寬、參考零點等。
相關(guān)方案：
灌區(qū)渠道流量監(jiān)測系統(tǒng) 農(nóng)業(yè)水價綜合改革信息化管理平臺 海綿城市遠程監(jiān)控系統(tǒng)
