一種測(cè)量流速、面積運(yùn)算法的明渠流量計(jì)

對(duì)矩形、梯形等斷面一定的明渠，利用水位測(cè)量可以求出水流的截面積。把壹臺(tái)或幾臺(tái)電磁流量計(jì)流速儀安裝在水路中，預(yù)先測(cè)量出流速儀得到的流速值和整個(gè)渠道的平均流速之間的流速分布修正系數(shù)及水深變化對(duì)流速的修正值。然后將渠寬、水深、平均流速修正系數(shù)和流速計(jì)所測(cè)量的流速值由計(jì)算機(jī)做乘法運(yùn)算即可求出流量，如下圖為測(cè)量的原理框圖。

明渠中大多是紊流的流速分布狀態(tài)，沿其鉛垂線的速度分布情況和圓管道紊流速度分布的一半基本是一樣。按指數(shù)方程(1—21)在(O，h)范圍內(nèi)積分，除以渠深h，得到垂線的平均流速，并可求得垂線流速分布系數(shù)k。



明渠的n值大約在4～8，所以，k1，k2在0.8～0.88左右，k在0．64～0．8左右。也可求出平均流速點(diǎn)大約在0.6倍水深和0.2倍渠寬水平的坐標(biāo)位置上，這與標(biāo)準(zhǔn)的水力測(cè)流的明渠一點(diǎn)法相一致。還必須考慮到，一般流速計(jì)是固定安裝在渠道中，由于渠道的水位變化，流量測(cè)量必須對(duì)流速計(jì)所處的水深進(jìn)行修正。



把電磁流速計(jì)測(cè)量的點(diǎn)流速、流速修正系數(shù)和壓阻式、超聲式或電容式水位計(jì)測(cè)量的水位信號(hào)以及渠寬的數(shù)值輸入單片機(jī)，通過運(yùn)算可以求得流量值。本測(cè)量系統(tǒng)具有不存在水頭損失，渠道修整容易，成本低的優(yōu)點(diǎn)，但是系數(shù)的驗(yàn)證和測(cè)試比較麻煩。