超声波明渠流量计原理及探讨  七

第2 章 系统设计的理论基础

2.1 系统流量测量法

通过测量水位即可求得流通面积，再测出流通通道某局部(点-线-面)流速，用来代表平均流速，并根据局部流速和平均流速间的关系求出流量: 流量=水流速度×过水断面面

积。这两个由计算得到的参数可以通过液晶显示屏实时显示；水力螺距系数、仪器阻力系数、转差率及测量断面的参数可由用户通过小键盘预先设定。

2.1.1 水位的测量

水位的测量方法有多种，主要有超声波液位传感器、压力式液位传感器、电容式液位传感器、浮子式液位传感器等。这些液位传感器各有特点，适用范围也各有不同。压力传感器测量水位安装比较简单，成本也不是很高，是一般常采用的水位测量方法。压力水位传感变送器采用一体化的不锈钢隔离膜片扩散硅组件潜入式液位变送器。它安装于死水位之下,当水位低于死水位时,膜片不受压, i i0 R = R 。1 R 、2 R 、3 R 和i R 构成的

电桥平衡,即

i0 1 3 2 R R = R R

1 2 0 i U =U −U =

电压电流变换放大器V/I的电压输入0 i U = ，它的电流输出4 x I = mA。

当水位上升高于死水位时,膜片受压, i i0 R > R ,电桥失去平衡,

i 1 3 2 R R ≠ R R

因为： 2

1 cc 1 i U =U R + R

2

2 cc 2 U U R R3

= +

所以： 1 2 U ≠U

即,V/I变换器输入电压

1 2 0 i U =U −U ≠

于是有

4 x I = β H > mA

式中:β ——变送系数,常量，H——水位高度， x I 正比于水位的高度。

电流x I 流经电阻x R 得

Ux = IxRx

即U 就是变送后的水位电压值,它通过电子开关送到双积分A/D转换、显示电路。

超声波流量计