儀表的工作原理 1、量水堰槽測流量的原理 

渠道內(nèi)的流量越大，液位越高；流量越小，液位越低（參見圖六）。對于一般的渠道，液 位與流量沒有確定的對應(yīng)關(guān)系。因為同樣的水深，流量的大小，還與渠道的橫截面積、坡降 比、渠道側(cè)墻粗糙度有關(guān)。 標準量水堰槽的流量-液位 有確定的對應(yīng)關(guān)系，并經(jīng)過 驗證。同樣的標準量水堰槽 放在不同的渠道上，相同的 液位對應(yīng)有相同的流量。量 水堰槽把流量轉(zhuǎn)成了液位。 通過測量量水堰槽內(nèi)水流的 液位，再根據(jù)相應(yīng)量水堰槽 的水位-流量關(guān)系，可以反 求出流量。

常用標準量水堰槽有三角堰，矩形堰，巴歇爾槽（圖七）。水位-流量關(guān)系可以從國家計量 檢定規(guī)程《明渠堰槽流量計》JJG711-90 中查到。本說明書的第七章摘抄了一些常用的類型。 使用量水堰槽時，*按技術(shù)規(guī)范里的要求摸仿制作，安裝。注意對量水堰槽水位-流量 關(guān)系影響大的幾個因素。三角堰的渠道寬 B、開口角度、上游堰坎高 p；矩形堰的渠道寬 B、 開口寬 b、上游堰坎高 p；巴歇爾槽的喉道寬度 b。 還有兩個應(yīng)用條件，對量水堰槽水位-流量關(guān)系影響較大。1：自由流條件。水流順暢，下 游水位變化不影響上游測量到的水位。2：量水堰槽的上游渠道要有平直段。三角堰、矩形堰 平直段長度要大于渠寬的 10 倍。巴歇爾槽大于渠寬的 5 倍。

2、超聲波測液位原理（參見圖八） 儀表采用超聲波回聲測距法測液位。探頭固定安裝在量水堰槽水位觀測點上方（水位觀測 點的位置見堰槽構(gòu)造說明）。探頭對準水面，向水面發(fā)射超聲波。超聲波經(jīng)過 E1 距離，碰到校 正棒。一部分聲波能量被校正棒反射，并被探頭接收（儀表顯示器上用“?”和“?”提示是 否收到“校波”）。儀表記下這段時間的長度 t1。超聲波的另一部分能量繞過校正棒，到達水 面。這部分能量被水面反射后，被探頭接收（儀表顯示器上用“?”和“?”提示是否收到 “回波” ）。儀表記下這段時間的長度 t2。儀表根據(jù) t2 與 t1 的比值，乘以 E1，求出水面到 三角堰 矩形堰 巴歇爾槽 b 流量較小時,水位較低 流量較大時,水位較高 水位 水位 直角三角堰 直角三角堰 水流方向 水流方向 圖六、量水堰槽把流量轉(zhuǎn)成液位 角度 b B B p p9 探頭的距離 D，D=E1╳t2/t1。 安裝儀表時，通過按鍵設(shè)置探頭到“水位=0”的距離 L（“系統(tǒng)參數(shù)”?[09/33]“探頭距 離”）。儀表從內(nèi)存讀取參數(shù) L，用 L 減去 D，差值 H 就是液位（H=L-D）。 由于產(chǎn)品生產(chǎn)中,E1 的長度不*一致；電路 的延遲也不一致。儀表實際計算液位時使用的運 算式為：H=L-KD，其中“K”為修正系數(shù)。“K”的 數(shù)值要經(jīng)過標定來確定。儀表的參數(shù)表中“系統(tǒng) 參數(shù)”?[10/33]“修正系數(shù)”用于存儲“K”，儀 表出廠時的標定值記在儀表箱體的右側(cè)標簽上 （參見圖二）

3、儀表測流量原理（圖九）儀表控制探頭發(fā) 射和接收超聲波。按圖九的過程轉(zhuǎn)為液位（單 位：m）。再查水位-流量表，把液位轉(zhuǎn)成流量（單 位可以是：L/s，m3/h，或 m3/s）。 水位-流量表是存儲在儀表里的一組數(shù)據(jù)。通過 儀表上的按鍵可以向儀表的存儲器中輸入。本儀表的水位-流量表是按相等的液位間隔存儲 的。

例如使用三角堰時，液位的間隔設(shè)為為“0.01m”。儀表的內(nèi)存中存有：液位=“0.00m”時 對應(yīng)的流量=“0.0000L/s”；液位=“0.01m”時 對應(yīng)的流量=“0.0136L/s”；液位=“0.02m” 時 對 應(yīng) 的 流 量 = “ 0.0772 L/s ”； 液 位 = “0.03m”時對應(yīng)的流量=“0.2127L/s”??。 允許設(shè)置最多 50 個點的液位及對應(yīng)的流量數(shù) 據(jù)。一些常用的液位-流量表已預(yù)先設(shè)置在儀表 內(nèi)。

使用時通過參數(shù)表選擇對應(yīng)的堰槽種類就 可以得到相應(yīng)的水位-流量表。堰槽種類選“自 定義”時，需逐點設(shè)入水位-流量數(shù)據(jù)。 儀表把瞬時流量按時間累加，得出累計流 量。累計流量共 8 位數(shù)字。當累計滿 8 位時， 回零，重新累計。不管是由于儀表自己累計滿 8 位回零，或是人為通過按鍵清除累計使累計 回零，儀表都會記憶回零的時間。并在顯示屏 “累計流量清零時間”的位置上顯示出來(圖 五)

4、儀表存儲數(shù)據(jù) 儀表使用 Micro SD 卡存儲歷史數(shù)據(jù)。SD 卡容量要求大于 8G，可存儲多于 20 年的記錄。 卡容量再大沒有意義。但也不能小于 8G。小于 8G 的卡，初始化控制方式不同，本儀表無法識 別。顯示屏上“記錄內(nèi)容”下方顯示的數(shù)據(jù)用“：”分成兩部分。“：”前部分閃動，表示所用 的 SD 卡，儀表無法識別，要換卡。“：”后邊閃動，表示所用 SD 卡的記錄與儀表內(nèi)記錄不一 致，需格式化。按第十章第 5 項操作，清除歷史記錄。

儀表存儲歷史數(shù)據(jù)包含：儀表日歷鐘時間、回波、校波狀態(tài)（有，無）、瞬時流量、累計 流量、液位、接線端子上 I1、I2、I3、I4 接入的(4～20)mA 電流信號。 儀表存儲的歷史數(shù)據(jù)，可以通過按鍵，直接在顯示屏上查看。