儀表的工作原理

1、量水堰槽的測(cè)流量原理

 明渠內(nèi)的流量越大，液位越高；流量越小，液位越低（參見圖五）。對(duì)于一般的渠道，液位與流量沒有確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。因?yàn)橥瑯拥乃?，流量的大小，還與渠道的橫截面積、坡度、粗糙度有關(guān)。在渠道內(nèi)安裝量水堰槽（參見圖六），由于堰的缺口或槽的縮口比渠道的橫截面積小，因此，渠道上游水位與流量的對(duì)應(yīng)關(guān)系主要取決于堰槽的幾何尺寸。同樣的量水堰槽放在不同的渠道上，相同的液位對(duì)應(yīng)相同的流量。量水堰槽把流量轉(zhuǎn)成了液位。通過測(cè)量流經(jīng)量水堰槽內(nèi)水流的液位，可以根據(jù)相應(yīng)量水堰槽的水位-流量關(guān)系，求出流量。常用的量水堰槽種類如圖六。

量水堰槽的水位-流量關(guān)系可以從國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程《明渠堰槽流量計(jì)》JJG711-90中查到。本說明書的第七章摘抄了一些常用的類型。

每種類型的量水堰槽，都有自己的固定水位-流量對(duì)應(yīng)關(guān)系。確定水位-流量關(guān)系時(shí)，三角堰要求要有渠道寬B、開口角度、上游堰坎高p的參數(shù)；矩形堰要有渠道寬B、開口寬b、上游堰坎高p的參數(shù)；巴歇爾槽只要求有喉道寬度的參數(shù)b。

2、超聲波測(cè)液位原理（參見圖七）

本儀表采用超聲波回聲測(cè)距法測(cè)液位。探頭固定安裝在量水堰槽水位觀測(cè)點(diǎn)上方（水位觀測(cè)點(diǎn)的位置見堰槽構(gòu)造說明）。探頭對(duì)準(zhǔn)水面。探頭向水面發(fā)射超聲波。超聲波經(jīng)過t時(shí)間，到達(dá)水面。這部分能量被水面反射后，被探頭接收。儀表記下這段時(shí)間的長(zhǎng)度t。探頭內(nèi)部安裝有溫度傳感器，并把溫度信號(hào)傳遞給儀表。儀表計(jì)算出探頭的當(dāng)前溫度，根據(jù)超聲波的傳播速度和經(jīng)過的時(shí)間t，經(jīng)過溫度補(bǔ)償計(jì)算出水面到探頭的距離D。

安裝儀表時(shí)，通過按鍵向儀表內(nèi)存內(nèi)設(shè)置探頭到“水位=0”的距離L（二級(jí)菜單頁面1中“零 距”參數(shù)項(xiàng)）。在實(shí)際測(cè)量中，液位H是實(shí)時(shí)變化的，儀表根據(jù)所測(cè)時(shí)間t計(jì)算出液面距離D，從而得到當(dāng)前液位H，（H＝L-D）。

由于產(chǎn)品生產(chǎn)中,各種材料的離散性；電路的延遲也不一致。儀表實(shí)際計(jì)算液位時(shí)使用的運(yùn)算式為：H=L-KD，其中“K”為液位校正系數(shù)?！癒”的數(shù)值要經(jīng)過標(biāo)定來確定。儀表的二級(jí)菜單頁面4中“液位校正”參數(shù)項(xiàng)用于存儲(chǔ)“K”，儀表出廠時(shí)已經(jīng)校正好。一般情況下禁止修改此“液位校正”參數(shù)。

3、儀表的工作原理（圖八）儀表控制探頭發(fā)射和接收超聲波。按圖八的過程轉(zhuǎn)為液位（單位：米）。再通過查水位-流量表，把液位轉(zhuǎn)成流量（單位：立方米/小時(shí)）。

 水位-流量表是存儲(chǔ)在儀表里的一組數(shù)據(jù)。本儀表的水位-流量表是按相等的液位間隔存儲(chǔ)的。例如使用三角堰時(shí)，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(shí)對(duì)應(yīng)的流量=“0.0000L/S”；液位=“0.01m”時(shí) 對(duì)應(yīng)的流量=“0.0136L/S”；液位=“0.02m”時(shí)對(duì)應(yīng)的流量=“0.0772 L/S”；液位=“0.03m”時(shí)對(duì)應(yīng)的流量=“0.2127L/S”。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(shí)通過參數(shù)表選擇對(duì)應(yīng)的堰槽種類就可以得到相應(yīng)的水位-流量表。                                                                                                                                                                                                                        ???  儀表把瞬時(shí)流量按時(shí)間累加，得出累計(jì)流量。累計(jì)流量共12位數(shù)字。當(dāng)累計(jì)滿12位時(shí)，自動(dòng)回零，重新累計(jì)。

儀表上輸出的電信號(hào)有三種：4～20mA電流信號(hào)，為瞬時(shí)流量；繼電器的開關(guān)量，根據(jù)參數(shù)設(shè)置，或按每累計(jì)多少流量動(dòng)作一次，或按液位的報(bào)警點(diǎn)，或按液位的上下限動(dòng)作；RS-485信號(hào)，為瞬時(shí)流量和累計(jì)流量。