超声波明渠流量计在污水计量中的应用

随着国民经济的高速发展，环境污染所带来的社会问题早以引起政府的高度重视，国家对排污实行了总量控制的政策。用于污水排放计量的手段很多，但使用方便、准确可靠的计量手段是目前被广泛使用的非接触测量方式的超声波明渠流量计。

      1 超声波明渠流量计的工作原理

      超声波明渠流量计是超声学原理在工农业生产中的具体运用。超声波在气体、液体、固体、固熔体等物质中，均能有效地传播。不同频率、功率和强度的超声波在不同介质中，都有其*的传播特性及效应。超声波明渠流量计采用了明渠和非接触式测量，实现了探头与主机的分离，有效地解决了探头腐蚀和仪器的准确度问题（测量准确度≥士3%），目前广泛应用于排灌和污水的计量。

      超声波明渠流量计的测量原理是：采用超声回波技术，通过测量流量槽（堰）的液位高度，经过计算机处理和运算得到流量。当超声探头向液面发射一束超声波信号，信号到达液面形成反射波，该波又被探头摄取；计算机算出发射波与反射波的时差T，得到探头与液面问的距离D，探头与槽底的距离L为已知量，预先已被输入计算机，则液位高度：H=L- D。若被测介质全部通过流量槽（Parshall-巴歇尔槽）或堰（直角三角形缺口薄壁堰及矩形缺口薄壁堰等）形成自然流动时，其流量Q与流量槽上流水位的关系为：

      Q=KHn

      式中K、n为流量系数，是已知数，对于不同规格的槽或堰有不同的值。知道了流量、槽（堰）的几何尺寸、时间等物理量，计算机可计算出流速、瞬时流量、累计流量、液位高度等参数。

      2 超声波明渠流量计的功能

      目前用于污水排放计量的超声波明渠流量计大都具有以下功能：

      （1）使用LED或LCD显示；可显示瞬时流量、累计流量、液位高度、日期等；
      （2）具有断电保护和计时功能，记录断电时间，保存计量数据以备核查；
      （3）备有标准打印接口，可输出计量数据；
      （4）具有标准通讯接口，可通过计算机及网络服务器上挂网络系统；
      （5）备有0~10mA，4~20mA 标准电流输出，实现探头到主机的远传；
      （6）采用电子锁和软件编码锁，保证数据安全；
      （7）具有污水温度测量和软件修正补偿功能，确保测量精度（≥士3%）。

      3 超声波明渠流量计安装和使用时应注意的问题

      虽然超声波明渠流量计给污水排放计量带来许多方便，但是，由于超声波及电子测量仪器本身固有的弱点，如易受温度、辐射等影响，若安装和使用不当，会严重影响其测量精度和使用寿命。因此，安装和使用超声波明渠流量计时应注意以下问题：

      （1）安装时应注意的问题

      1）为了保证流经流量槽的污水没有异物，流量槽上游不远处必须加装过滤网；
      2）为了保证流经流量槽的污水平稳、没有波纹，可以在流量槽边设置一个与槽相通的静水井，井的内径≥100mm，井底应低于行进渠槽zui低处150mm，行进渠槽的直段宽度≥堰水面宽度的10倍，下游zui高水位低于堰板的zui低水位；
      3）传感器探头发射面应与液面平行，传感器下端面与zui高液位的距离应≥0.7 m；
      4）传感器周围应无强光、电磁场等辐射源；
      5）超声传感器上方应有防雨雪的措施。

      （2）使用中应注意的问题

      1）由于安装污水超声传感器的场所都是环境比较差的地方，因此，仪器的主机应装在室内，应有专人负责看管，定期对线路及传感器进行巡查；
      2）应定期对仪器进行计量检定。