箱式超声波明渠流量计

1.原理及工艺

测箱采用流速面积法计量原理：流量=断面平均流速×断面面积。其中，断面流速采用超声波时差法原理，即根据超声波在测流断面两侧往返飞行的时间差，判定该层流速。断面面积，通过多个液位传感器采集过流断面变化的液位，并根据已知箱体内径宽度，计算得到断面面积。箱体两侧密集排布的换能器，根据超声波工作原理，可识别淤积高度，确保淤积工况下的计量精度。

2.主要技术指标

详细产品参数为：箱体内径宽度：400~3000（mm）；有精度保证的流速范围: 闸前测箱（0.1~1.5）m/s；闸后测箱（0.03~3）m/s；换能器频率：1MHz；500kHz；250kHz；换能器数量：4-32对；换能器分布：等间距同层交叉/错层交叉或下密上疏；水位测量：超声波水位计；超声波水位计精度：±1mm，±0.1%FS；超声波水位计盲区（顶装）：≤ 3cm；超声波水位计盲区（底装）：≤ 4cm；校准方式：箱体宽（400~1350）mm 静态标定 + 实流标定；箱体宽（1500~3000）mm 静态标定；实验室最大流量误差：±2%；供电电压：DC 12V或内置锂电池；功耗：小于100mA，低功耗电池供电产品静态功耗小于20uA；箱体材质：高强度不锈钢或铝合金；通讯方式：RS485、Lora或4G。

3.技术特点及先进性

（1）断面流速分层测量

箱体内交叉排布的换能器，真实测得垂直过流断面的多层流速数据，不受淹没流、紊流等复杂流态影响，确保现地断面平均流速数据的准确性。

（2）水位数据多源印证

水位测量采用超声波水位计+超声波换能器方式，主机通过比对多个水位测量数据，选择最可信的水位值用于流量计算，确保现地复杂工况条件下断面面积的准确性。

（3）淤积厚度自动识别

交叉错层分布的超声波换能器可识别淤积层厚度，在流量计算时，抵减淤积造成的断面变化，极大提高了野外安装使用的计量精度。

（4）无需现场校准

产品出厂前经过多水位实流/静态标定，计量精度无需现场校准。

4.适用范围

测箱适用于我国各类灌区，干支渠取水口、斗渠出水口、排水口等需要水量精确计量的地方。

5.应用情况

案例1：

项目名称:新疆生产建设兵团某团节水改造项目

项目概况：2020年，为推进兵团水利体制改革，提高团场水资源利用率和管理能力，新疆生产建设兵团某团节水改造项目在两级管理单位分界点处安装量测水设施。该团地势平坦，纵坡缓（0.2~0.6‰），流速慢（大多在0.4m/s左右），泥沙含量大（4.26kg/m³）。为确保项目采用的计量设备能在上述工况下精准计量，前期安装多种计量设施，并进行现场人工精度比测，认定测箱误差基本控制在±5%，最终选取测箱作为项目的计量设备。较之前方案，因减少渠道顺直段修建，节约土建投资，增加设备投资105.43万元，最终减少投资326.96万元。

案例2：

项目名称：新疆生产建设兵团第一师信息化建设和灌区续建配套节水改造项目

项目概况：新疆生产建设兵团第一师地处天山南麓中段，塔里木盆地北部，地势平坦，纵坡缓，流速慢，泥沙含量大。自2020年进行信息化建设和灌区续建配套节水改造，先后安装我司测箱920台。测箱面对渠道复杂的流态、泥沙淤积导致的断面面积变化等诸多挑战，实现高精度流量计量。现场安装的测箱维护量低，至今已稳定运行四年，得到用户高度认可。

6.联系方式

    技术持有单位：北京华水仪表有限公司