明渠作為該地區(qū)最常見的水工建筑物之一,是輸水的最重要環(huán)節(jié),因此對明渠流量的監(jiān)測具有重要意義。明渠流量計是明渠流量測量儀表,它利用明渠的水力特性,測量液體的液位高度,然后通過微處理器操作獲得流量值。廣泛應(yīng)用于城市供水、污水處理、企業(yè)污水排放、農(nóng)業(yè)灌溉等領(lǐng)域。明渠流量計由液位計、流量計及配套的二次儀表組成。目前明渠流量測量的原理主要包括以下幾點:
(1)速度面積法
該方法的原理是通過測量規(guī)則渠道橫截面的面積和流經(jīng)計量橫截面的軸向流體的平均速度來計算體積流量。該方法應(yīng)用范圍廣,精度高。但是與其他方法相比,投入成本更高。
(2)堰槽法
原理是在明渠中安裝規(guī)定尺寸的標準堰槽,并根據(jù)規(guī)定位置測量水位。實測水位可通過相應(yīng)的流量公式或經(jīng)驗關(guān)系換算成流量值。這種明渠堰槽流量計由量水堰槽和水位流量轉(zhuǎn)換儀表組成。堰槽裝置包括上下游渠道、堰槽體和水位觀測儀。水位流量轉(zhuǎn)換儀不僅需要流量轉(zhuǎn)換功能,還需要實時顯示瞬時流量或累計流量等數(shù)值。此方法不需要設(shè)置流量計。只需購買標準的量水堰槽,按標準安裝即可。測量結(jié)果準確,成本低于流量面積法。因此,該方法被各企業(yè)廣泛采用。
(3)水位流量關(guān)系法
該方法的原理是某段河道的流量與同時的水位之間存在一定的對應(yīng)關(guān)系。這種關(guān)系通常用水位流量關(guān)系曲線表示。然而,這種對應(yīng)關(guān)系是復雜的,并且與各種因素有關(guān),例如通道表面粗糙度和液體粘度。因此,只有經(jīng)過一定的試驗才能結(jié)合實際情況得出。
根據(jù)上述原理,明渠流量計系統(tǒng)分為兩種類型:是基于流速面積法。系統(tǒng)中有一個二次儀表、一個流量計和一個液位計。為了保證流速測量的準確性,一些系統(tǒng)還將根據(jù)實際情況配備多個流量計,形成多點流量測量系統(tǒng)。另一個原理是堰槽法。這種明渠流量計不需要流量計,只需要一個液位計和相應(yīng)的二次儀表來提供數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和顯示。