设备原理
流速的测量是通过超声波探头(换能器)发射与接受超生波信号并做相应的计算处理而获得的:换能器1发射频率为f1的超声波信号,以一定角度由水下向水面发射,在碰到水中的悬浮颗粒或气泡后,频率发生偏移,并以f2的频率反射到换能器2,这就是多谱勒将就,f2与f1之差即为多谱勒频差fd。设流体流速为v,超声波声速为c,多谱勒频移fd正比于流体流速v。水中会有大量的杂质颗粒与气泡,每一个反射粒子对应一个多谱勒频移fd,通过换算可求得其流速,这些大量粒子的平均流速也即流体的平均流速。
设备安装
探头应安装于具有固定断面的渠道顺直段,顺直段长度更好是渠道水力半径(一般为渠道宽度)的15-20倍(顺直段越长测量精度越高),一般上游要求有10倍水力半径的顺直段,下游有5倍水力半径的顺直段,且这一距离范围内不得有过流阻挡物(如水闸、堰等),以保证探头前端水流流态的均匀稳定。
探头应尽量安装于靠近渠底,当渠底有杂质沉积及水草生长或滚动的卵石时,可抬高安装位置以避开渠底沉积物与水草覆盖探头或卵石冲撞探头;探头距渠底的具体高度更好为50mm—150mm,具体视渠道的更低测流水位而定。当渠道水深较高且具有一定的更低水位时,为了安装方便只要将探头安装于更低水位以下0.5倍处即可。