时差法明渠流量监测系统建设方案

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　　适用于自然灾害救援能力提升、自然灾害应急能力提升、基层防灾工程等项目

　　想象一下，一条宽广的河流在日夜的交替中静静流淌，它的流速如何，直接关系着沿岸生态、航运安全乃至水利工程的正常运行。然而，如何精确地测量这广袤河面上的流速，一直是困扰我们的难题。传统的接触式流速监测方法，需要在河流中放置传感器或浮标，这不仅会干扰河流的自然流动，还可能受到河水中的杂质、生物等因素的影响，导致测量结果不准确。

　　一、产品简介

　　超声波多层时差法流量计是依据国内外“超声波管道式流量计”原理研发而成的一款适合明渠测流的设备，通过对超声波管道式流量计设计结构的延伸，应用到明渠测流中。其具备多层测流方式，可根据渠道类型分布换能器层结构设计，通过测量不同水层的流速，从而提高测量精度测流设备。

　　二、组成部分

　　超声波多层时差法测流系统主要有以下设备组成：

　　1.三对流速传感器

　　3.一个超声波液位传感器

　　3.采集系统

　　4.太阳能供电系统

　　5.立杆与支架

　　三、工作原理

　　超声波时差法是采用声学时差法流速仪测流，其原理是在河道两岸与流速方向成一定的夹角（通常45度）安装一对或多对换能器，一个换能器发射超声波，另一个换能器接受超声波（超声波传输路线称为声路），通过声学时差法流速仪测得顺、逆流方向的超声波传输时间差计算出测线平均流速，可实现多层流速监测，通过数据建模形式计算平均流速，再通过流速面积法计算出瞬时流量。

　　四、监测站特点

　　1.测量优势：

　　1.1依据超声波管道式流量计设计标准与标定规范研发而成，具有精确性和稳定性，明渠测量精度能达到95%以上；

　　1.2流量计安装在明渠河流的渠道内，可设置多层换能器，对不同层流速进行实时测量，采用多次采样不同水层的流速；

　　1.3由于本测流系统采用多层传感器结构，运行一段时间后可建立层流速分布模型，即：即使只有一层传感器仍能正常工作，本系统设备依旧可以高效的工作；

　　1.4采用IP68防护等级：本系统中的磁致伸缩水位计（或双级磁编码水位计）、流速换能器均具备IP68防护标准，即使在渠道水势较高，淹没全部设备时，依旧可以正常工作；

　　1.5可修正：随着时间的推移，渠道结构的变化，可通过人工率定方式，在一体化积算仪中输入率定参数，可进一步校正本系统的精准度。

　　2.安装方式特性

　　2.1嵌入式结构：多层流速仪和水位计均以嵌入式的安装在渠道两次，不阻水、避免水草、漂浮物等附着，大大减少了维护工作量；

　　2.2换能器层数、高度可根据水位高程设定：由于渠道结构多样性，换能器科根据渠道的特性对应设置高度（如：0.3H、0.6H、0.9H三层结构）；

　　2.3无阻水特性：设备采用嵌入式安装方式，几乎无水头损失、阻水等情况的发生，提高了灌溉效率。

　　3.干扰因素

　　3.1设备适用于渠道宽度在0-50米范围之内的，有一定规则断面的明渠；

　　3.2设备应用在泥沙含量较高的水系中时，测量精度受一定的影响；

　　3.3设备对渠道的淤积情况无法实时监测，需定期查看渠道淤积并予以清淤或率定。