明渠作为该地区最常见的水工建筑物之一,是输水的最重要环节,因此对明渠流量的监测具有重要意义。明渠流量计是明渠流量测量仪表,它利用明渠的水力特性,测量液体的液位高度,然后通过微处理器操作获得流量值。广泛应用于城市供水、污水处理、企业污水排放、农业灌溉等领域。明渠流量计由液位计、流量计及配套的二次仪表组成。目前明渠流量测量的原理主要包括以下几点:
(1)速度面积法
该方法的原理是通过测量规则渠道横截面的面积和流经计量横截面的轴向流体的平均速度来计算体积流量。该方法应用范围广,精度高。但是与其他方法相比,投入成本更高。
(2)堰槽法
原理是在明渠中安装规定尺寸的标准堰槽,并根据规定位置测量水位。实测水位可通过相应的流量公式或经验关系换算成流量值。这种明渠堰槽流量计由量水堰槽和水位流量转换仪表组成。堰槽装置包括上下游渠道、堰槽体和水位观测仪。水位流量转换仪不仅需要流量转换功能,还需要实时显示瞬时流量或累计流量等数值。此方法不需要设置流量计。只需购买标准的量水堰槽,按标准安装即可。测量结果准确,成本低于流量面积法。因此,该方法被各企业广泛采用。
(3)水位流量关系法
该方法的原理是某段河道的流量与同时的水位之间存在一定的对应关系。这种关系通常用水位流量关系曲线表示。然而,这种对应关系是复杂的,并且与各种因素有关,例如通道表面粗糙度和液体粘度。因此,只有经过一定的试验才能结合实际情况得出。
根据上述原理,明渠流量计系统分为两种类型:是基于流速面积法。系统中有一个二次仪表、一个流量计和一个液位计。为了保证流速测量的准确性,一些系统还将根据实际情况配备多个流量计,形成多点流量测量系统。另一个原理是堰槽法。这种明渠流量计不需要流量计,只需要一个液位计和相应的二次仪表来提供数据转换和显示。