超聲波明渠流量計原理及探討  七

第2 章 系統(tǒng)設(shè)計的理論基礎(chǔ)

2.1 系統(tǒng)流量測量法

通過測量水位即可求得流通面積，再測出流通通道某局部(點-線-面)流速，用來代表平均流速，并根據(jù)局部流速和平均流速間的關(guān)系求出流量: 流量=水流速度×過水?dāng)嗝婷?span lang="EN-US">

積。這兩個由計算得到的參數(shù)可以通過液晶顯示屏實時顯示；水力螺距系數(shù)、儀器阻力系數(shù)、轉(zhuǎn)差率及測量斷面的參數(shù)可由用戶通過小鍵盤預(yù)先設(shè)定。

2.1.1 水位的測量

水位的測量方法有多種，主要有超聲波液位傳感器、壓力式液位傳感器、電容式液位傳感器、浮子式液位傳感器等。這些液位傳感器各有特點，適用范圍也各有不同。壓力傳感器測量水位安裝比較簡單，成本也不是很高，是一般常采用的水位測量方法。壓力水位傳感變送器采用一體化的不銹鋼隔離膜片擴散硅組件潛入式液位變送器。它安裝于死水位之下,當(dāng)水位低于死水位時,膜片不受壓, i i0 R = R 。1 R 、2 R 、3 R 和i R 構(gòu)成的

電橋平衡,即

i0 1 3 2 R R = R R

1 2 0 i U =U −U =

電壓電流變換放大器V/I的電壓輸入0 i U = ，它的電流輸出4 x I = mA。

當(dāng)水位上升高于死水位時,膜片受壓, i i0 R > R ,電橋失去平衡,

i 1 3 2 R R ≠ R R

因為： 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變換器輸入電壓

1 2 0 i U =U −U ≠

于是有

4 x I = β H > mA

式中:β ——變送系數(shù),常量，H——水位高度， x I 正比于水位的高度。

電流x I 流經(jīng)電阻x R 得

Ux = IxRx

即U 就是變送后的水位電壓值,它通過電子開關(guān)送到雙積分A/D轉(zhuǎn)換、顯示電路。

超聲波流量計