Принцип измерения ультразвукового расходомера открытого канала основан на сочетании ультразвуковых характеристик распространения и гидродинамических принципов, с помощью бесконтактных измерений для достижения точного расчета потока, его ядро можно разделить на два ключевых аспекта измерения уровня жидкости и преобразования потока:
I. Измерение уровня жидкости: ультразвуковая эхо - дальномерная технология
Расходомер излучает высокочастотные акустические импульсы (частота обычно 50 - 200 кГц) вертикально на уровень жидкости через ультразвуковой зонд, который распространяется в воздухе со скоростью 331,4 + 0,6 Тм / с (t - температура окружающей среды) и отражается обратно в зонд после контакта с уровнем жидкости. Устройство рассчитало расстояние между зондом и уровнем жидкости D = v×дельта t / 2 путем измерения разницы во времени между эмиссией и приемом в сочетании со скоростью звука v. Например, при 25°C скорость звука составляет 346,4 м / с, а высота уровня D = 01732 м, если дельта t составляет 1 мс. Чтобы устранить погрешность в высоте установки, оборудование должно предустанавливать зонд до базового расстояния L « нулевого уровня», конечный уровень H = L - D, разрешение до 1 мм, точность ±3 мм.
II. Преобразование расхода: модель соотношения уровня воды и расхода в водосливе
Поток открытого канала нелинейно связан с уровнем жидкости, и уровень жидкости должен быть преобразован в расход через стандартный водослив (например, бак Башера, треугольный водослив, прямоугольный водослив). В качестве примера возьмем паз Bacher, ширина горловины которого b определяет коэффициент расхода, встроенную эмпирическую формулу оборудования Q = CxH (Q для расхода, C для коэффициента водослива, n для индекса), которая автоматически вычисляет расход через уровень H в реальном времени. Например, бак Bacher с шириной горловины 0,3 м, при уровне жидкости 0,5 м, расход Q EE 0,15 м³ / с. Для нестандартных водосливных желобов кривая уровня - расхода должна быть установлена путем калибровки на месте, чтобы обеспечить точность измерения.
Многоканальная технология: повышение точности измерений сложных потоков
В больших открытых каналах поток воды может иметь водоворот или неравномерное распределение скорости потока, когда используется многоканальная ультразвуковая измерительная технология. Устанавливая несколько пар зондов на разных высотах канала, синхронно измеряя скорость потока каждого канала, используя средневзвешенный алгоритм для расчета средней скорости потока по сечению и получения потока в сочетании с данными о уровне жидкости. Эта технология может снизить погрешность измерения с 5% до 1% для одного канала, особенно для широкого и мелкого канала или неполного состояния.