明渠作為該地區(qū)最常見(jiàn)的水工建筑物之一,是輸水的最重要環(huán)節(jié),因此對(duì)明渠流量的監(jiān)測(cè)具有重要意義。明渠流量計(jì)是明渠流量測(cè)量?jī)x表,它利用明渠的水力特性,測(cè)量液體的液位高度,然后通過(guò)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(jì)由液位計(jì)、流量計(jì)及配套的二次儀表組成。目前明渠流量測(cè)量的原理主要包括以下幾點(diǎn):
(1)速度面積法
該方法的原理是通過(guò)測(cè)量規(guī)則渠道橫截面的面積和流經(jīng)計(jì)量橫截面的軸向流體的平均速度來(lái)計(jì)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(biāo)準(zhǔn)堰槽,并根據(jù)規(guī)定位置測(cè)量水位。實(shí)測(cè)水位可通過(guò)相應(yīng)的流量公式或經(jīng)驗(yàn)關(guān)系換算成流量值。這種明渠堰槽流量計(jì)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(cè)儀。水位流量轉(zhuǎn)換儀不僅需要流量轉(zhuǎn)換功能,還需要實(shí)時(shí)顯示瞬時(shí)流量或累計(jì)流量等數(shù)值。此方法不需要設(shè)置流量計(jì)。只需購(gòu)買(mǎi)標(biāo)準(zhǔn)的量水堰槽,按標(biāo)準(zhǔn)安裝即可。測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)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(shí)的水位之間存在一定的對(duì)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(duì)應(yīng)關(guān)系是復(fù)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(guò)一定的試驗(yàn)才能結(jié)合實(shí)際情況得出。
根據(jù)上述原理,明渠流量計(jì)系統(tǒng)分為兩種類(lèi)型:是基于流速面積法。系統(tǒng)中有一個(gè)二次儀表、一個(gè)流量計(jì)和一個(gè)液位計(jì)。為了保證流速測(cè)量的準(zhǔn)確性,一些系統(tǒng)還將根據(jù)實(shí)際情況配備多個(gè)流量計(jì),形成多點(diǎn)流量測(cè)量系統(tǒng)。另一個(gè)原理是堰槽法。這種明渠流量計(jì)不需要流量計(jì),只需要一個(gè)液位計(jì)和相應(yīng)的二次儀表來(lái)提供數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和顯示。