淺談超聲波明渠流量計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)檢定

通過介紹超聲波明渠流量計(jì)的原理，以巴歇爾槽為例，簡(jiǎn)述了檢定方法，指出了檢定過程中的注意事項(xiàng)。

0.引言

當(dāng)前我國(guó)已進(jìn)入市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段,市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制的建立有力推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展,但計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)期粗放型發(fā)展方式所遺留的環(huán)境問題依然存在,并且情況不容樂觀,政府對(duì)此非常重視。我國(guó)環(huán)境管理部門早在“十一五”規(guī)劃時(shí)期就設(shè)定了主要污染物排放總量要降低10%的環(huán)保目標(biāo),2015年國(guó)務(wù)院又發(fā)布的《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》即“水十條”,污染物排放的準(zhǔn)確計(jì)量在其中發(fā)揮了重要作用。當(dāng)前,污水處理企業(yè)常用明渠堰槽流量計(jì)、電磁流量計(jì)和超聲流量計(jì)三種準(zhǔn)計(jì)量方式來計(jì)量經(jīng)過處理的污水排放量,其中計(jì)量精度較高的是明渠堰槽流量計(jì),該種計(jì)量方法操作簡(jiǎn)單便捷、安全可靠,并且能夠在非接觸條件下實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)連續(xù)測(cè)量。明渠堰槽流量計(jì)由量水堰槽、液位計(jì)和積算儀組成。量水堰槽體積大,安裝位置是固定的,不能靈活拆卸,因此只能現(xiàn)場(chǎng)檢定明渠堰槽流量計(jì)儀器。隨著科技的發(fā)展,明渠堰槽流量計(jì)現(xiàn)多為超聲波明渠流量計(jì),其測(cè)液位裝置采用超聲波液位計(jì)。本文以目前應(yīng)用頻率***高的超聲波巴歇爾槽明渠流量計(jì)為例,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)檢定明渠堰槽流量計(jì)時(shí)的操作方法和技術(shù)要領(lǐng)進(jìn)行重點(diǎn)解析,以期為同類技術(shù)項(xiàng)目提供參考依據(jù)。

1.工作原理

1.1巴歇爾槽安裝在渠道內(nèi)的歇爾槽，其縮口略小于比渠道的橫截面積，所以只能根據(jù)堰槽幾何尺寸確定渠道上游水位與流量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。此外，安裝在不同渠道上的量水堰槽，其液位應(yīng)該與流量保持一致。巴歇爾槽將流量轉(zhuǎn)成液位，測(cè)量堰槽內(nèi)水流液位就能獲知堰槽的水位，再運(yùn)用相應(yīng)的轉(zhuǎn)換公式即可求得實(shí)際流量。巴歇爾槽是一矩形橫斷面短喉道槽，其組成結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。一般來說，喉道主要采用三種寬度尺寸：小型（b=0.076，0.152，0.228m）槽、標(biāo)準(zhǔn)型（b=0.25~2.40m）槽和大型（b=3.05~15.24m）槽。

1.2 超聲波液位計(jì)

超聲波液位計(jì)的測(cè)量原理是采用超聲回波技術(shù)，當(dāng)超

1.3 積算儀

積算儀內(nèi)部設(shè)有各不同尺寸的巴歇爾槽型及對(duì)應(yīng)的計(jì)算公式，依據(jù)超聲波液位計(jì)傳輸進(jìn)來的測(cè)量液位，計(jì)算出對(duì)應(yīng)的流量并顯示出來。也可通過設(shè)定，顯示累積流量，液位高度等相關(guān)信息。

2.檢定方法

依據(jù) JJG711-1990《明渠堰槽流量計(jì)檢定規(guī)程》，超聲波巴歇爾槽明渠流量計(jì)現(xiàn)場(chǎng)檢定主要項(xiàng)目包括：①巴歇爾槽幾何尺寸；②液位示值誤差；③瞬時(shí)流量示值誤差。

巴歇爾槽幾何尺寸巴歇爾槽主要的幾何尺寸包括：喉道寬度 b、喉道長(zhǎng)

L、喉道深度 N、進(jìn)口收縮段寬度 B1、進(jìn)口收縮段長(zhǎng)度L1、出口擴(kuò)散段寬度 B2、出口擴(kuò)散段長(zhǎng)度 L2、堰槽邊墻高度D、超聲波探頭位置 La，各尺寸位置如圖 3 所示。

依據(jù)檢定規(guī)程，測(cè)量的實(shí)際尺寸與標(biāo)準(zhǔn)尺寸進(jìn)行比較，在允許的誤差范圍內(nèi)才能認(rèn)定尺寸項(xiàng)目檢定合格，現(xiàn)場(chǎng)堰槽尺寸的準(zhǔn)確測(cè)量，是對(duì)堰槽安裝位置的合理性、堰槽幾何尺寸與設(shè)計(jì)規(guī)格的一致性和安裝技術(shù)的規(guī)范性的驗(yàn)證，只有尺寸檢定合格，才能保證規(guī)程中流量計(jì)算公式中液位與流量的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

液位示值誤差依據(jù)巴歇爾槽液位變化范圍，在標(biāo)準(zhǔn)液位計(jì)上選取低、中、高三個(gè)液位高度，將超聲波液位計(jì)安裝在標(biāo)準(zhǔn)液位計(jì)上，按以上液位大小依次逐點(diǎn)進(jìn)行檢定，重復(fù)測(cè)量三次，依據(jù)公式（1）分別計(jì)算每次液位測(cè)量示值誤差。

3.檢定注意事項(xiàng)

超聲波巴歇爾槽明渠流量計(jì)因?yàn)橛兴粨p失小、水中即使有固態(tài)物質(zhì)也幾乎不沉淀、接近流速的影響小、對(duì)下流側(cè)的水位影響比較小等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用，但在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際環(huán)境下不確定因素也比較多，這些都會(huì)對(duì)計(jì)量的準(zhǔn)確定性帶來影響，所以在現(xiàn)場(chǎng)檢定過程中也要注意以下事項(xiàng)：

3.1 巴歇爾槽

①巴歇爾槽的中心線要與渠道的中心線重合，使水流進(jìn)入巴歇爾槽不出現(xiàn)偏流。②通水后，水應(yīng)該在巴歇爾槽內(nèi)自由流動(dòng)，因此要求槽的淹沒高度***好低于規(guī)范中要求的臨界淹沒高度。③巴歇爾槽的上游應(yīng)有大于 5 倍渠道寬的平直段，使水流能平穩(wěn)進(jìn)入巴歇爾槽。即沒有左右偏流，也沒有渠道坡降形成的沖力。④巴歇爾槽安裝在渠道上要牢固。與渠道側(cè)壁、渠底連接要緊密，不能漏水。使水流全部流經(jīng)巴歇爾槽的喉道。因此巴歇爾槽一般采用不銹鋼整板制造而成。

3.2 超聲波液位計(jì)

①現(xiàn)場(chǎng)超聲波液位計(jì)安裝場(chǎng)所都是環(huán)境比較差的地方，應(yīng)確保其周圍應(yīng)無強(qiáng)光、電磁場(chǎng)等輻射源，且應(yīng)有必要的防雨雪措施。②超聲波液位計(jì)應(yīng)架設(shè)在進(jìn)口收縮段上方、距離喉道入口約 2/3L1 的位置，垂直安裝。

3.3 積算儀

①積算儀中的槽型的設(shè)定必須與實(shí)際液槽一致，在檢定開始之前應(yīng)該先行查閱。②積算儀應(yīng)有密封保護(hù)，不受外界自然環(huán)境的干擾。③因?yàn)槌暡ㄒ何挥?jì)測(cè)量的高度是液位至探頭質(zhì)檢的空高距離，所以在測(cè)量時(shí)，要測(cè)量探頭到液槽底部的距離，查詢積算儀中設(shè)置的距離是否與測(cè)量的距離一致，這樣才能保證實(shí)際液位距離理論上沒有偏差。

4 .結(jié)束語

在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段，社會(huì)對(duì)環(huán)境問題的關(guān)注度較高，節(jié)能減排已成為社會(huì)生產(chǎn)的基本要求。污水處理就是一項(xiàng)非常關(guān)鍵的環(huán)保措施，而污水處理的計(jì)量更是關(guān)系到污水處理效果的關(guān)鍵所在。明渠堰槽流量計(jì)以其安裝使用方便、計(jì)量準(zhǔn)確可靠、可實(shí)時(shí)在線檢定等優(yōu)點(diǎn)必將大力推廣應(yīng)用。以上是對(duì)超聲波明渠流量計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)檢定進(jìn)行了簡(jiǎn)述，對(duì)需要注意的事項(xiàng)進(jìn)行了分類，目的是為了減小現(xiàn)場(chǎng)檢定時(shí)的外在影響因素，更好的去保證超聲波明渠流量計(jì)使用的計(jì)量準(zhǔn)確性。