隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，環(huán)境污染所帶來的社會問題早以引起政府的高度重視，國家對排污實行了總量控制的政策。用于污水排放計量的手段很多，但使用方便、準確可靠的計量手段是目前被廣泛使用的非接觸測量方式的超聲波明渠流量計。

 

      1 超聲波明渠流量計的工作原理

 

      超聲波明渠流量計是超聲學(xué)原理在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的具體運用。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、功率和強度的超聲波在不同介質(zhì)中，都有其獨特的傳播特性及效應(yīng)。超聲波明渠流量計采用了明渠和非接觸式測量，實現(xiàn)了探頭與主機的分離，有效地解決了探頭腐蝕和儀器的準確度問題（測量準確度≥士3%），目前廣泛應(yīng)用于排灌和污水的計量。

 

      超聲波明渠流量計的測量原理是：采用超聲回波技術(shù)，通過測量流量槽（堰）的液位高度，經(jīng)過計算機處理和運算得到流量。當超聲探頭向液面發(fā)射一束超聲波信號，信號到達液面形成反射波，該波又被探頭攝取；計算機算出發(fā)射波與反射波的時差T，得到探頭與液面問的距離D，探頭與槽底的距離L為已知量，預(yù)先已被輸入計算機，則液位高度：H=L- D。若被測介質(zhì)全部通過流量槽（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）形成自然流動時，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、時間等物理量，計算機可計算出流速、瞬時流量、累計流量、液位高度等參數(shù)。

 

      2 超聲波明渠流量計的功能

 

      目前用于污水排放計量的超聲波明渠流量計大都具有以下功能：

 

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

      （2）具有斷電保護和計時功能，記錄斷電時間，保存計量數(shù)據(jù)以備核查；

      （3）備有標準打印接口，可輸出計量數(shù)據(jù)；

      （4）具有標準通訊接口，可通過計算機及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上掛網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；

      （5）備有0~10mA，4~20mA 標準電流輸出，實現(xiàn)探頭到主機的遠傳；

      （6）采用電子鎖和軟件編碼鎖，保證數(shù)據(jù)安全；

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

 

      3 超聲波明渠流量計安裝和使用時應(yīng)注意的問題

 

      雖然超聲波明渠流量計給污水排放計量帶來許多方便，但是，由于超聲波及電子測量儀器本身固有的弱點，如易受溫度、輻射等影響，若安裝和使用不當，會嚴重影響其測量精度和使用壽命。因此，安裝和使用超聲波明渠流量計時應(yīng)注意以下問題：

 

      （1）安裝時應(yīng)注意的問題

 

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

      2）為了保證流經(jīng)流量槽的污水平穩(wěn)、沒有波紋，可以在流量槽邊設(shè)置一個與槽相通的靜水井，井的內(nèi)徑≥100mm，井底應(yīng)低于行進渠槽最低處150mm，行進渠槽的直段寬度≥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)無強光、電磁場等輻射源；

      5）超聲傳感器上方應(yīng)有防雨雪的措施。

 

      （2）使用中應(yīng)注意的問題

 

      1）由于安裝污水超聲傳感器的場所都是環(huán)境比較差的地方，因此，儀器的主機應(yīng)裝在室內(nèi)，應(yīng)有專人負責看管，定期對線路及傳感器進行巡查；

      2）應(yīng)定期對儀器進行計量檢定。