明渠測量原理

無論使用哪種明渠流量測量技術，液位測量都必須與速度測量結合使用，並且流量計算機使用明渠流量的曼寧方程來計算任何潤濕通道（管道、溪流）的真實流量， 等等）。

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液體可能完全與大氣相通，也可能包含在一個未裝滿液體的封閉管道內，僅在流量計本身的安裝點與大氣相通。

無論使用哪種明渠流量測量技術，液位測量都必須與速度測量結合使用，並且流量計算機使用明渠流量的曼寧方程來計算任何潤濕通道（管道、溪流）的真實流量，等等）。

傳統方法 有幾種類型的明渠流量計，傳統方法使用主要設備，例如水槽或堰。

它們由一次設備、傳感器和流量變送器組成。

潤濕的主裝置限制液體流動。

在流動條件下，這種限制會導致流量計上游或內部某個位置的液位升高。

當流量增加時，液位升高。

傳感器安裝在主設備上或附近以感測液位。

電子流量變送器使用來自傳感器的信號來測量液位並確定液體流量。

不同的幾何形狀用於明渠流量測量，包括使通道變窄的水槽、迫使液體越過大壩狀障礙物的堰以及在液體從噴嘴自由下落之前限制液體流動的噴嘴。

由於明渠流量計的適用性有限，結構材料通常僅限於針對這些應用的材料。

尺寸從幾英寸到幾十英尺不等。

購買較小的明渠流量計和現場建造較大的流量計（通常使用混凝土）通常更便宜。

使用水槽和堰的明渠流量計傳統方法的問題 由於這些方法使用主設備，沉澱物、污垢和其他碎屑經常堆積在這些設備的底部，使得液位測量非常不准確，從而危及整體流量測量精度。

此外，這些主要設備的原始形狀會隨著時間的推移而磨損，這進一步導致整個流量測量系統的不准確。

由於這些原因，這些設備正在變得過時。

SmartMeasurementTM不會提供這些類型的設備，原因很簡單，市場上有更好的方法可用。

面積速度流量測量方法 有兩種面積速度(AV)方法可用於測量明渠流量。

兩種類型都使用 傳輸時間或多普勒超聲技術.面積速度法通過將流動面積乘以其平均速度來計算流速。

這通常被稱為連續性方程，Q=AxV，其中Q是流量，Ax是流動的潤濕面積乘以V，即流動的平均速度。

多普勒超聲流量測量技術 多普勒血流測量 用於明渠流的設計是為了在單個點以相對較高的頻率記錄瞬時速度分量。

流量測量是通過基於多普勒頻移效應測量遠程採樣體積中的粒子速度來執行的。

使用這種技術的速度分量與液位測量和明渠流量計算機相結合，使用曼寧方程計算真正的明渠流量測量。

多普勒流量計放置在通道底部，通道經常變髒，從而導致流量測量不准確。

由於多普勒技術測量粒子進入傳感器的速度，因此它只測量它所看到的。

流中的顆粒以不同的速度移動，它極不可能測量流中的所有顆粒，因此不代表流中的平均流量，並導致整體明渠流量測量的不確定性。

傳統傳輸時間(TT)超聲波流量測量技術 這是一種差分傳播時間方法，其中聲脈沖向下游傳播的速度比脈沖向上游傳播的速度要快。

這也稱為“飛行時間”：沿下游方向對角穿過水流的聲脈衝將隨著水的速度分量而加速，而相反，向上游對角傳播的聲脈衝將被減速水流速度。

兩個換能器之間的飛行時間差與流體速度成正比。

一系列流量傳感器在開放通道上配對，配對傳感器的組合速度被平均以提供總流動路徑的真實輪廓。

使用這種技術的速度分量與液位測量和明渠流量計算機相結合，使用曼寧方程計算真正的明渠流量測量。

傳統的TT技術雖然遠優於其他流量測量技術，但在整體測量方面仍然存在不准確度。

如果流動流中存在大量微粒、氣泡或碎屑，則可以反射成對換能器之間的信號路徑。

此外，必須通過具有所需的上游和下游直徑（通常上游8-10個直徑和下游2-5個直徑）在測量點獲得完全發展的流動剖面。

如果匹配的換能器對在開放通道上沒有正確對齊，也會出現不准確。

SmartMeasurement™傳輸時間DSP超聲波流量測量技術 SmartMeasurementTM ALSONIC-AVM 明渠流量測量系統是一種面速計，可與用戶提供的液位變送器結合使用，以測量明渠中的流量。

ALSONIC-AVM明渠流量計由先進的基於DSP的流量計算機和四個傳感器組成，並使用超聲波脈衝的傳播時間差來測量明渠流速。

超聲波脈衝以流動方向和聲波路徑之間的角度α穿過通道在上游和下游傳輸，聲波傳播時間的差異與液體速度成正比。

ALSONIC-AVM使用獲得專利的“精細時間測量技術”，其中儀表的超聲波束能夠以皮秒的時間間隔測量流體速度。

這種快速連續的速度測量能夠對始終存在於明佢係統中的超淨顆粒進行準確、無漂移的流量測量。

ALSONIC-AVM明渠流量計可以測量流體中多達30%的各種尺寸的顆粒。

所有其他競爭系統都以微秒的時間間隔進行測量，從而增加了由於流動流中的移動顆粒而發生錯誤的機會。

ALSONIC-AVM明渠流量計可用於矩形、圓形、梯形或其他形狀的通道。

由於換能器幾乎不會產生任何限制，因此幾乎不會產生水頭損失。

具有互相關和FFT技術的基於DSP的先進流量計算機使該系統能夠在最困難的應用中工作，包括那些涉及具有高濃度懸浮固體和空氣的液體或大噪聲成分的應用。

我們獨特的TT技術即使在低於理想流量的情況下也能實現準確的流量測量。

ALSONIC-AVM還帶有一個選項激光筆對準（專利），因此可以確保每個配對傳感器的準確對準。

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