量水堰計3　儀器及傳感器主要技術參數(shù)

3.1　水位傳感器主要技術參數(shù)

量程：0-250mm、0-500mm、0-1000mm、0-2000mm；

分辨力：1mm；

測量準確度:

輸出碼：格雷碼9bit-15bit；

輸出形式：OC門，30mA/30VDC；

電源：12V/24V DC；

通信接口：RS485（選裝）、4-20mA（選裝）；

溫度范圍：-25℃ ～ 80℃；

相對濕度：95%（40℃）；

傳感器尺寸：Φ90×100；Φ90×70；

測井尺寸：Φ100～Φ120。

傳感器由光電開關旋轉編碼器、測輪、浮子、測纜、平衡錘、靜水井、防護罩等構成。編碼器是超低轉矩的全量型光電開關旋轉編碼器，它的編碼部件是不銹鋼碼盤，讀碼元件是進口高質量光電開關,其轉軸上的測輪懸掛測纜、浮子、平衡錘。浮子、測纜、平衡錘全部為不銹鋼和耐蝕塑料制作，具有良好的機械性能和環(huán)境適應性。傳感器的靜水井是直徑Φ100mm-Φ120mm的不銹鋼細測井，安裝方便，可以在污染嚴重、腐蝕性強的水道長期工作。

旋轉編碼器安裝在靜水井上端，靜水井安裝在測流堰槽中。當堰槽中的水位變化時，靜水井中的浮子即可帶動測纜驅動測輪和光電開關旋轉編碼器旋轉，輸出與水位相對應的9-15bit格雷碼編碼數(shù)據(jù)。水位傳感器的量程為0-250mm、0-500mm、0-1000mm，0-2000mm等，可與各型水槽配用，實現(xiàn)不同流量的監(jiān)測。

明渠流量儀的水位傳感器連同靜水井也可以安裝在岸邊，用連通管與量水槽連通使用。

·　以全量型光電開關旋轉編碼器作為傳感器，全數(shù)字化輸出

·　性能穩(wěn)定、可靠、無溫漂、時漂、抗強電磁干擾。即使斷電后在通電，測量數(shù)據(jù)依然正確

·　高分辨力、ISO/DIS國際標準推薦型數(shù)字式水頭觀測傳感器

·　可配置RS485/232通信接口或4-20mA電流環(huán)輸出接口，與通信機、計算機直接聯(lián)網

·　可靠性高，壽命長（非接觸性光電開關旋轉編碼器的壽命可達10萬小時）

以巴歇爾槽為例：

△h — 水槽安裝高度

Pmax – 1.1HA≥△h≥ Dmax - KHA

式中，Pmax — 渠道高度×0.9

HA — 為最大有效水位

Dmax — 為裝水槽前水流的最高水位

K — 淹沒度，K﹤0.7

注：水頭觀測傳感器與其它水槽配套使用時的安裝方法及流量計算方法請查閱相關資料。

薄壁量水堰是一種使用最早而且精度較高的測流設施。它制造簡單，裝設容易，造價較低，廣泛用于水力學、水工實驗室及灌排渠道上。可單獨使用，也 可與渠系建筑物配合使用?？勺龀晒潭ǖ幕蚧顒拥?。薄壁量水堰多在鐵制堰板上設置缺口，使水流由缺口通 過時具有銳緣堰流的性質。在距堰板上游3-4倍最大過堰水深處設水尺，根據(jù)水尺讀數(shù)(水面超過堰頂?shù)母叨?，即可按堰流公式或事先繪制好的水位流量圖表得到流量。各種量水堰有自由溢流和淹沒出流兩 種流態(tài)，但為了提高量測精度，應盡可能采用自由溢流，但自由溢流要求較大水頭差，對渠道和其它建筑物常帶來不利影響，設計時應進行綜合考慮 。

量水堰槽，測量明渠水流流量的量水建筑物，有量水堰和量水槽。

根據(jù)過流斷面形式不同（見堰流），常用量水堰為薄壁堰，包括三角堰、矩形堰和梯形堰。量水槽有巴歇爾槽和無喉道段量水槽兩種。原理　量水薄壁堰的測流是根據(jù)水力學中薄壁堰流的流量公式，其過堰流量Q和堰上水頭H有一定的函數(shù)關系，如公式所示：根據(jù)量水堰的斷面形式，有不同的流量系數(shù)C和指數(shù)n，這些參數(shù)可通過試驗來確定。這樣通過測量得到的H就可用上式算出流量Q。量水槽的測流原理和量水堰類似，計算公式的形式也一樣，其原理是水力學中的寬頂堰公式，其參數(shù)C、n和量水堰的不一樣，也要通過試驗來確定。以上兩種測流原理都要區(qū)分自由過流和淹沒過流的情況，它們的流量系數(shù)C是有區(qū)別的。應用和發(fā)展　量水堰槽是測量明渠水流流量的主要工具。其結構簡單，量水堰的堰板可用2～4毫米厚的鋼板加工而成，量水槽可用預制混凝土裝配或現(xiàn)澆制成，量測變量少，精度高，所以，在實驗室、灌排試驗站和田間灌排明渠上有廣泛的應用。量水堰主要用在實驗室、站和小型田間渠道，被測流量范圍為0～500升/秒。量水槽主要用在田間明渠，流量范圍為20～1?000升/秒。這種測流工具要測定的只有水位，所以可用簡單的人工觀測水尺測定，也可以用自動觀測儀器來監(jiān)測。發(fā)展趨勢是使用各種傳感器把水位信息傳至儀表，直接轉換成流量。推薦書目　清華大學水力學教研組,董曾南.水力學.北京:高等教育出版社,1995.

按量水堰缺口形狀，薄壁量水堰可分為三角形堰、梯形堰、矩形堰 及曲線形堰等數(shù)種，可設計成不束窄的或束窄的型式。 矩形堰及曲線形堰在生產上使用較少。量水堰的流量計算公式多為實驗公式，為使流量量測準確，應使堰的工作條件與實驗公式的實驗條件相符。實驗一般是在標準條件下進行的，因此堰的裝設及堰前渠道的流 態(tài)也應符合標準條件，使之成為具有標準工作狀態(tài)的標準堰 。