超声明渠流量计的原理解析

超声明渠（非满管、暗渠）流量计是通过测量液体的平均流速和液位（截面积）来计算流量值的超声流量仪表。随着工业、农业和城市的快速发展和水资源被污染，能够直接使用的水缺口越来越大。渠道式流量计量方式广为采用和被重视。

渠道式流量计量原理与其他管道式流量计量方法比具有一定的复杂性。它具有不同尺寸不同材质的渠底、渠壁和自由液面，不但断面形状各异，而且水平和垂直流速分布不同，流态复杂。但是，也有共同点是都要通过测量平均流速和液位（截面积）来计算流量。

平均流速的测量可采用如前所述的多普勒法和时差法来测量。液位的测量方法可采用超声液位计（多用于非满管、暗渠）和声波液位计、压力式液位计、气泡式液位计（多用于明渠）。超声液位测量方法如图所示。

目前国内外普遍采用超声脉冲回波法。由超声换能器向液面垂直发射声脉冲，声波遇液面返回，被同一换能顺路所接收，经放大器放大后，由一阈值电路检测出个回波周期到达的时间与发射脉冲间的时间间隔t，则

式中，c为空气中的声速，C=3314+06Tm/s ，T为摄氏温度，3314m/s为0℃时的声速。于是，液位H = h -ι。

超声液位计所使用的超声换能器工作频率为50~200kHz；量程为02~(5~10)m；准确度为(025~05)%FS。