明渠流量计
明渠流量计
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产品概述
非满管状态流动的水路称作明渠，明渠流是靠水路本身坡度形成的自由表面流动，与封闭管道内强迫水流动有区别，测量明渠中水流量的仪表称为明渠流量计。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。明渠流量计品种很多，常见的有堰式流量计和槽式流量计两大类。本公司有巴歇尔槽、三角堰槽、矩形平底测流槽及比例堰式明渠流量计等产品。
量水堰槽测流量的原理
明渠内的流量越大，液位越高；流量越小，液位越低（参见下图）。对于一般的渠道，液位与流量没有确定的对应关系。因为同样的水深，流量的大小，还与渠道的横截面积、坡度、粗糙度有关。在渠道内安装量水堰槽，由于堰的缺口或槽的缩口比渠道的横截面积小，因此，渠道上游水位与流量的对应关系主要取决于堰槽的几何尺寸。同样的量水堰槽放在不同的渠道上，相同的液位对应相同的流量。量水堰槽把流量转成了液位，通过测量量水堰槽内水流的液位，再根据相应量水堰槽的水位-流量关系，反求出流量。
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一、巴歇尔槽
巴歇尔槽(Parshall flume)的原型是文丘里水槽,由上游收缩段、吼道段和下游扩散段三部分组成。其他常数项需要试验确定，一般情况下，我们可以通过相关经验表查询。
巴歇尔槽一般与超声波流量计配合使用，超声波把明渠内流量的大小转成液位的高低，进而转换成明渠内水的流量。
注意事项
1、j的尺寸与渠道安装有关，请用户根据现场情况而定。
2、巴歇尔槽的中心线要与渠道的中心线重合,使水流进入巴歇尔槽不出现偏流。
3、巴歇尔槽通水后，水的流态要自由流。巴歇尔槽的淹没度要小于规定的临界淹没度。
4、巴歇尔槽的上游应有大于5倍渠道宽的平直段，使水流能平稳进入巴歇尔槽。即没有左右偏流，也没有渠道坡降形成的冲力。
5、巴歇尔槽安装在渠道上要牢固。与渠道侧壁、渠底连结要紧密，不能漏水。使水流全部流经巴歇尔槽的计量部位。巴歇尔槽的计量部位是槽内喉道段。
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表一、常用型号规格明渠流量计测量范围
| 序号 | 流量范围（吨/小时） | 适用渠道mm | 水位范围mm | 临界淹没度% | ||
| Q（min） | Q（max） | >宽×高 | h（min） | h（max） | ||
| 1 | 0.3 | 19.4 | >200×250 | 15 | 210 | 0.5 |
| 2 | 0.6 | 47.5 | >250×300 | 15 | 240 | 0.5 |
| 3 | 2.8 | 115.6 | >300×600 | 30 | 330 | 0.5 |
| 4 | 5.4 | 399.6 | >450×800 | 30 | 450 | 0.6 |
| 5 | 9.0 | 903.6 | >600×1000 | 30 | 600 | 0.6 |
| 6 | 12.6 | 1440.0 | >1000×1200 | 30 | 750 | 0.6 |
表二、常用型号规格明渠流量计安装尺寸（单位：mm）
| 序号 | 吼道段 | 收缩段 | 扩散段 | 墙高 | 墙高 | |||||||
| b | L | N | B1 | L1 | La | B2 | L2 | K | D | C | n | |
| 1 | 25 | 76 | 29 | 167 | 356 | 237 | 93 | 203 | 19 | 230 | 217 | 1.550 |
| 2 | 51 | 114 | 43 | 214 | 406 | 217 | 135 | 254 | 22 | 260 | 435 | 1.550 |
| 3 | 76 | 152 | 57 | 259 | 457 | 305 | 178 | 305 | 25 | 460 | 638 | 1.550 |
| 4 | 152 | 305 | 114 | 400 | 610 | 407 | 394 | 610 | 76 | 610 | 1372 | 1.540 |
| 5 | 228 | 305 | 114 | 575 | 864 | 576 | 381 | 457 | 76 | 770 | 1927 | 1.530 |
| 6 | 300 | 600 | 230 | 780 | 1350 | 902 | 600 | 920 | 80 | 800 | 2444 | 1.521 |
主要特点
1、水位损失小（约为堰的1/4）。
2、水中即使有固态物质也几乎不沉淀。
3、接近流速的影响小。
4、对下游侧的水位影响较小。
常用材质
PVC、玻璃钢、不锈钢等。流量越大，相应增加壁厚。
二、比例堰
比例堰式明渠流量计利用液体越堰原理测量明渠输送液体的流量，它由堰槽、堰板和液位变送器所组成。如（下图）所示，堰板装于堰槽的出口端，堰板开孔形状特殊，其底部为一小矩形，上部是由两条函数曲线围成的狭缝。当液体流过堰孔时形成水舌，在堰上游产生液位，越堰液体流量Q与堰上液位H呈线性比例关系，即Q=KH，式中K为比例系数，故称它为比例堰流量计，广泛地用于化工酸碱溶液、污水、工业用水等流量测量。
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比例堰式明渠流量计平面图
主要特点
1、堰孔形状特殊，使得越堰流量Q与堰上液位H高度成比例关系，运算简化。
2、比例堰孔下缘与槽底齐平，不易堆积固形物。
3、维护方便，结构简单，造价低。
4、特别适于测量明渠输送的小流量液体
三、三角堰
智能三角堰明渠流量计,是用于测量工矿企业,自然流管(渠)道水流排放计量的新型测量仪表,它广泛用于石油.化工.化纤.制药行业的污水排放计量,是城市水污染防治和环保部门,水利工程及农灌水排放的必备仪表之一。选用三角堰为特定流道，测量精度高，安装方便，免调试，通电就工作。
结构形式
三角堰的平面结构形式如下图（右）所示。
流量公式为：Q = KHe/2 式中H为堰顶的淹深，K为特征常数。
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常用型号和流量范围
根据人们使用的经验，形成了一批常用三角堰槽，其流体的流量与堰槽有着相应的对应关系，只要查询相关堰槽的型号，即可知道相应的流量关系。
表 4-3 常用型号规格明渠流量计安装尺寸（单位：mm）
| 序号 | 流量范围（吨/小时） | 适用渠道 | B | He | P | 流量参数 | ||
| Q（min） | Q（max） | >宽×高 | n | C | ||||
| 1 | 0 | 20 | >275×220 | 275 | 110 | 110 | 2.5 | 5083 |
| 2 | 0 | 40 | >360×288 | 360 | 144 | 144 | 2.5 | 5083 |
| 3 | 0 | 80 | >475×380 | 475 | 190 | 190 | 2.5 | 5083 |
| 4 | 0 | 182 | >660×528 | 660 | 264 | 264 | 2.5 | 5083 |
| 5 | 0 | 395 | >900×720 | 900 | 360 | 360 | 2.5 | 5083 |
| 6 | 0 | 899 | >1250×1000 | 1250 | 500 | 500 | 2.5 | 5083 |
注意事项
1、三角口处的尺寸准确、缘台平直、光滑。板面光滑、平整、无扭曲。
2、三角堰的中心线要与渠道的中心线重合。
3、j为堰板嵌入渠道墙的部分，尺寸请用户根据现场情况而定。
常用材质
PVC、玻璃钢、不锈钢可选。 流量越大，相应增加壁厚。
四、矩形平底测流槽
矩形测流槽（见下图）是一种文丘里水槽，其工作原理是将明渠的一段节流（横截面缩小），则该处的流速增大；同时水头下降，通过理论分析和实验研究，找出上游水头h和水流量Q的关系。
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流量公式：
Q=(2/3)1.5*g0.5*CV*CD*b*h2/3
式中：Q -液体流量m3/h
h-上游水头(液位)高度(在静水井测量)m
b -测流槽喉道宽度m
g-重力加速度,m/s
CD-测流槽流量系数
CV-行近流速影响系数
主要特点：
1、水槽两头收缩，槽底平整，测量精度±2.5%；
2、维护方便，结构简单，造价低；
3、特别适合水中夹带泥砂悬浮体的流量测量。
常用材质
PVC、玻璃钢、不锈钢可选。流量越大，相应增加壁厚。
五、超声波明渠流量计
超声波明渠流量计，用来连续监测明渠中污水的流量并累计流量，适用于水利、水电、环保以及其它工农业明渠条件下的流量测量。仪表内置EEPROM，确保停电时仪器内累计流量不会丢失。仪器还配有专门为石油、化工部门设计的防爆耐腐蚀型探头，以满足石油、化工等部门防爆区污水流量的测量要求【防爆等级EX ia（d）iaⅡBT4】，特别适用于含油废水的流量计量。
为了最大程度的保证仪表的测量精度、降低用户调试的难度，请选择本公司生产的堰槽（堰板）。
主要特点
压铸铝合金外壳、防护等级较高；直接显示累计和瞬时流量；一体、分体安装灵活。
主要技术参数
| 测量范围：0.1升/秒～10m3/秒 | 累计流量：99999999m3 |
| 测距范围：0～3m | 测距精度：0.3% |
| 流量精度：1%～5％（视堰板类型而定） | 盲 区：0.25m～0.5m |
| 分 辨率：1mm | 方 向角：4°～6°（全角） |
| 仪表显示：自带LCD显示瞬时流量和累计流量 | 模拟输出：4～20mA 输出瞬间流量 |
| 数字输出：RS485接口、ModBus协议或定制 | 供电电压：DC24V/AC220V，防雷装置内置 |
| 环境温度：－20℃ ～ ＋60℃ | 防护等级：IP67 |
| 防爆等级：EX ia（d）iaⅡBT4 | 安装方式：支架或法兰安装 |
| 外 壳：压铸铝合金 | 分离距离：小于50米（分体安装时） |
使用方法
1、安装量水堰槽
使用本仪表测量流量，在明渠上必须要有量水堰槽。
2、安装探头
探头要安在探头支架上。产品出厂一般没有配支架，需要根据现场所使用的量水槽的构造条件自行加工或定做。
探头支架可以做成“门”字形，安装时跨装在渠道上。注意留出安装探头的孔。如果渠道测墙允许，也可以用两根角钢做成探头支架。探头在渠道上的安装位置要符合量水堰槽的要求。一般三角堰、矩形堰要安装在堰板上游，距离堰板相当于最大过堰水深的3～4 倍（最大过堰水深是指，流量刚好等于零时液位为零，流量增到最大时对应的液位）；巴歇尔槽在进口收缩段的1/3 位置（参见安装位置图）。
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安装探头时，校正棒要朝下。探头和支架固定要牢靠，不能活动。探头一旦活动，水位基准点就变化了，影响测量的准确度。探头要垂直对准水面，不能歪斜。由于探头发出的超声波有一定的张角。安装探头时，注意不要使声波传播的路径上有多余反射面。
3、仪表的安装
仪表背面有四个挂钩。仪表出厂时，配有两个两端带孔的支板。把支板钉在墙上，利用仪表背面的挂钩挂在墙上。仪表附近应安装交流220V 的三孔插座，中心孔接地。用拔插仪表上的电源插头接断电。仪表下面有四个PG7 过线孔。可以向仪表内接入外径φ4～φ6 的引线。穿入导线后，要把过线孔的锁母拧紧。不使用的过线孔，也要用一段短导线插入过线孔内，然后拧紧。不使外部气体进入仪表内部，可以延长仪表使用寿命。
