隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，環(huán)境污染所帶來(lái)的社會(huì)問(wèn)題早以引起政府的高度重視，國(guó)家對(duì)排污實(shí)行了總量控制的政策。用于污水排放計(jì)量的手段很多，但使用方便、準(zhǔn)確可靠的計(jì)量手段是目前被廣泛使用的非接觸測(cè)量方式的超聲波明渠流量計(jì)。

 

      1 超聲波明渠流量計(jì)的工作原理

 

      超聲波明渠流量計(jì)是超聲學(xué)原理在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的具體運(yùn)用。超聲波在氣體、液體、固體、固熔體等物質(zhì)中，均能有效地傳播。不同頻率、功率和強(qiáng)度的超聲波在不同介質(zhì)中，都有其獨(dú)特的傳播特性及效應(yīng)。超聲波明渠流量計(jì)采用了明渠和非接觸式測(cè)量，實(shí)現(xiàn)了探頭與主機(jī)的分離，有效地解決了探頭腐蝕和儀器的準(zhǔn)確度問(wèn)題（測(cè)量準(zhǔn)確度≥士3%），目前廣泛應(yīng)用于排灌和污水的計(jì)量。

 

      超聲波明渠流量計(jì)的測(cè)量原理是：采用超聲回波技術(shù)，通過(guò)測(cè)量流量槽（堰）的液位高度，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)處理和運(yùn)算得到流量。當(dāng)超聲探頭向液面發(fā)射一束超聲波信號(hào)，信號(hào)到達(dá)液面形成反射波，該波又被探頭攝?。挥?jì)算機(jī)算出發(fā)射波與反射波的時(shí)差T，得到探頭與液面問(wèn)的距離D，探頭與槽底的距離L為已知量，預(yù)先已被輸入計(jì)算機(jī)，則液位高度：H=L- D。若被測(cè)介質(zhì)全部通過(guò)流量槽（Parshall-巴歇爾槽）或堰（直角三角形缺口薄壁堰及矩形缺口薄壁堰等）形成自然流動(dòng)時(shí)，其流量Q與流量槽上流水位的關(guān)系為：

 

      Q=KHn

 

      式中K、n為流量系數(shù)，是已知數(shù)，對(duì)于不同規(guī)格的槽或堰有不同的值。知道了流量、槽（堰）的幾何尺寸、時(shí)間等物理量，計(jì)算機(jī)可計(jì)算出流速、瞬時(shí)流量、累計(jì)流量、液位高度等參數(shù)。

 

      2 超聲波明渠流量計(jì)的功能

 

      目前用于污水排放計(jì)量的超聲波明渠流量計(jì)大都具有以下功能：

 

      （1）使用LED或LCD顯示；可顯示瞬時(shí)流量、累計(jì)流量、液位高度、日期等；

      （2）具有斷電保護(hù)和計(jì)時(shí)功能，記錄斷電時(shí)間，保存計(jì)量數(shù)據(jù)以備核查；

      （3）備有標(biāo)準(zhǔn)打印接口，可輸出計(jì)量數(shù)據(jù)；

      （4）具有標(biāo)準(zhǔn)通訊接口，可通過(guò)計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上掛網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；

      （5）備有0~10mA，4~20mA 標(biāo)準(zhǔn)電流輸出，實(shí)現(xiàn)探頭到主機(jī)的遠(yuǎn)傳；

      （6）采用電子鎖和軟件編碼鎖，保證數(shù)據(jù)安全；

      （7）具有污水溫度測(cè)量和軟件修正補(bǔ)償功能，確保測(cè)量精度（≥士3%）。

 

      3 超聲波明渠流量計(jì)安裝和使用時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題

 

      雖然超聲波明渠流量計(jì)給污水排放計(jì)量帶來(lái)許多方便，但是，由于超聲波及電子測(cè)量?jī)x器本身固有的弱點(diǎn)，如易受溫度、輻射等影響，若安裝和使用不當(dāng)，會(huì)嚴(yán)重影響其測(cè)量精度和使用壽命。因此，安裝和使用超聲波明渠流量計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下問(wèn)題：

 

      （1）安裝時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題

 

      1）為了保證流經(jīng)流量槽的污水沒(méi)有異物，流量槽上游不遠(yuǎn)處必須加裝過(guò)濾網(wǎng)；

      2）為了保證流經(jīng)流量槽的污水平穩(wěn)、沒(méi)有波紋，可以在流量槽邊設(shè)置一個(gè)與槽相通的靜水井，井的內(nèi)徑≥100mm，井底應(yīng)低于行進(jìn)渠槽最低處150mm，行進(jìn)渠槽的直段寬度≥堰水面寬度的10倍，下游最高水位低于堰板的最低水位；

      3）傳感器探頭發(fā)射面應(yīng)與液面平行，傳感器下端面與最高液位的距離應(yīng)≥0.7 m；

      4）傳感器周圍應(yīng)無(wú)強(qiáng)光、電磁場(chǎng)等輻射源；

      5）超聲傳感器上方應(yīng)有防雨雪的措施。

 

      （2）使用中應(yīng)注意的問(wèn)題

 

      1）由于安裝污水超聲傳感器的場(chǎng)所都是環(huán)境比較差的地方，因此，儀器的主機(jī)應(yīng)裝在室內(nèi)，應(yīng)有專人負(fù)責(zé)看管，定期對(duì)線路及傳感器進(jìn)行巡查；

      2）應(yīng)定期對(duì)儀器進(jìn)行計(jì)量檢定。