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聯系我們 當前我國已進入市場經濟發展階段， 市場經濟體制的建立有力推動了經濟發展， 但計劃經濟時期粗放型發展方式所的環境問題依然存在， 并且情況不容樂觀， 政府對此非常重視。 我國環境管理部門早在 “十一五” 規劃時期就設定了主要污染物排放總量要降低 10%的環保目標，2015 年國務院又發布的 《水污染防治行動計劃》 即 “水十條” ，污染物排放的準確計量在其中發揮了重要作用。當前， 污水處理企業常用明渠堰槽流量計、 電磁流量計和超聲流量計三種準計量方式來計量經過處理的污水排放量，其中計量精度較高的是明渠堰槽流量計， 該種計量方法操作簡單便捷、 安全可靠， 并且能夠在非接觸條件下實現實時連續測量。
明渠堰槽流量計由量水堰槽、液位計和積算儀組成。量水堰槽體積大， 安裝位置是固定的， 不能靈活拆卸， 因此只能現場檢定明渠堰槽流量計儀器。隨著科技的發展， 明渠堰槽流量計現多為超聲波明渠流量計， 其測液位裝置采用超聲波液位計。 本文以目前應用頻率zui高的超聲波巴歇爾槽明渠流量計為例， 對現場檢定明渠堰槽流量計時的操作方法和技術要領進行重點解析， 以期為同類技術項目提供參考依據。
1、工作原理
1.1 巴歇爾槽
安裝在渠道內的巴歇爾槽， 其縮口略小于比渠道的橫截面積， 所以只能根據堰槽幾何尺寸確定渠道上游水位與流量之間的對應關系。此外， 安裝在不同渠道上的量水堰槽， 其液位應該與流量保持一致。巴歇爾槽將流量轉成液位， 測量堰槽內水流液位就能獲知堰槽的水位， 再運用相應的轉換公式即可求得實際流量。 巴歇爾槽是一矩形橫斷面短喉道槽， 其組成結構如圖 1 所示。 一般來說， 喉道主要采用三種寬度尺寸： 小型 （b=0.076， 0.152， 0.228m ） 槽、 標準型 （b=0.25~2.40m ） 槽和大型 （b=3.05~15.24m ） 槽。
1.2 超聲波液位計
超聲波液位計的測量原理是采用超聲回波技術，當超聲探頭向液面發射一束超聲波信號， 信號到達液面形成反射波， 該波又被探頭接收， 通過計算發射波與反射波的時差， 得到探頭與液面間的距離， 進而得到液位高度， 原理如圖2。
1.3 積算儀
積算儀內部設有各不同尺寸的巴歇爾槽型及對應的計算公式， 依據超聲波液位計傳輸進來的測量液位， 計算出對應的流量并顯示出來。 也可通過設定， 顯示累積流量，液位高度等相關信息。
2 檢定方法
依據 JJG711-1990 《明渠堰槽流量計檢定規程》 ， 超聲波巴歇爾槽明渠流量計現場檢定主要項目包括：
①巴歇爾槽幾何尺寸；
②液位示值誤差；
③瞬時流量示值誤差。
2.1 巴歇爾槽幾何尺寸
巴歇爾槽主要的幾何尺寸包括： 喉道寬度 b、 喉道長度 L、 喉道深度 N、 進口收縮段寬度 B 1 、 進口收縮段長度L 1 、 出口擴散段寬度 B 2 、 出口擴散段長度 L 2 、 堰槽邊墻高度D、 超聲波探頭位置 L a ， 各尺寸位置如圖 3 所示。
依據檢定規程，測量的實際尺寸與標準尺寸進行比較，在允許的誤差范圍內才能認定尺寸項目檢定合格， 現場堰槽尺寸的準確測量，是對堰槽安裝位置的合理性、 堰槽幾何尺寸與設計規格的一致性和安裝技術的規范性的驗證， 只有尺寸檢定合格， 才能保證規程中流量計算公式中液位與流量的對應關系。
2.2 液位示值誤差
依據巴歇爾槽液位變化范圍，在標準液位計上選取低、 中、 高三個液位高度， 將超聲波液位計安裝在標準液位計上， 按以上液位大小依次逐點進行檢定， 重復測量三次，依據公式 （1 ） 分別計算每次液位測量示值誤差。
ΔH ij =H cij -H bi （1 ）
式中：
ΔH ij —— — 液位計第 i 點第 j 次測量示值誤差， mm；
H cij —— — 被檢液位計第 i 點第 j 次液位示值， mm；
H bi —— — 標準液位計第 i 點液位示值， mm。
取單次測量結果的示值誤差的zui大值作為液位計的液位示值誤差。
ΔH= （ΔH ij ） max （2 ）
2.3 瞬時流量示值誤差
在測量液位示值誤差的同時， 記錄積算儀上顯示的瞬時流量 q cij ， 依據規程上對應的計算公式， 計算出瞬時流量的理論值 q bij ， 分別計算單詞測量的瞬時流量示值誤差 E ij 。
E ij =q cij -q bijq bij（3 ）
取單次測量結果zui大值為超聲波巴歇爾槽明渠流量計瞬時流量基本誤差 E。
E= （E ij ） max （4 ）
2.4 檢定結果
依據各主要檢定項目， 給出zui終檢定結果。現已標準型巴歇爾槽 （b=0.60m ） 為例， 列表給出檢定結果， 如表 1。
3、檢定注意事項
超聲波巴歇爾槽明渠流量計因為有水位損失小、 水中即使有固態物質也幾乎不沉淀、 接近流速的影響小、 對下流側的水位影響比較小等優點而被廣泛應用， 但在現場實際環境下不確定因素也比較多， 這些都會對計量的準確定性帶來影響， 所以在現場檢定過程中也要注意以下事項：
3.1 巴歇爾槽
①巴歇爾槽的中心線要與渠道的中心線重合， 使水流進入巴歇爾槽不出現偏流。②通水后， 水應該在巴歇爾槽內自由流動， 因此要求槽的淹沒高度低于規范中要求的臨界淹沒高度。 ③巴歇爾槽的上游應有大于 5 倍渠道寬的平直段， 使水流能平穩進入巴歇爾槽。 即沒有左右偏流，也沒有渠道坡降形成的沖力。 ④巴歇爾槽安裝在渠道上要牢固。 與渠道側壁、 渠底連接要緊密， 不能漏水。 使水流全部流經巴歇爾槽的喉道。 因此巴歇爾槽一般采用不銹鋼整板制造而成。
3.2 超聲波液位計
①現場超聲波液位計安裝場所都是環境比較差的地方， 應確保其周圍應無強光、 電磁場等輻射源， 且應有必要的防雨雪措施。②超聲波液位計應架設在進口收縮段上方、 距離喉道入口約 2/3L 1 的位置， 垂直安裝。
3.3 積算儀
①積算儀中的槽型的設定必須與實際液槽一致，在檢定開始之前應該先行查閱。 ②積算儀應有密封保護， 不受外界自然環境的干擾。③因為超聲波液位計測量的高度是液位至探頭質檢的空高距離， 所以在測量時， 要測量探頭到液槽底部的距離，查詢積算儀中設置的距離是否與測量的距離一致， 這樣才能保證實際液位距離理論上沒有偏差。
在市場經濟發展階段，社會對環境問題的關注度較高， 節能減排已成為社會生產的基本要求。污水處理就是一項非常關鍵的環保措施， 而污水處理的計量更是關系到污水處理效果的關鍵所在。 明渠堰槽流量計以其安裝使用方便、 計量準確可靠、 可實時在線檢定等優點必將大力推廣應用。 以上是對超聲波明渠流量計的現場檢定進行了簡述， 對需要注意的事項進行了分類， 目的是為了減小現場
檢定時的外在影響因素， 更好的去保證超聲波明渠流量計使用的計量準確性。
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