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當(dāng)前我國已進(jìn)入市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段， 市場經(jīng)濟(jì)體制的建立有力推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展， 但計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)期粗放型發(fā)展方式所的環(huán)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(huán)境管理部門早在 “十一五” 規(guī)劃時(shí)期就設(shè)定了主要污染物排放總量要降低 10%的環(huán)保目標(biāo)，2015 年國務(wù)院又發(fā)布的 《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》 即 “水十條” ，污染物排放的準(zhǔn)確計(jì)量在其中發(fā)揮了重要作用。當(dāng)前， 污水處理企業(yè)常用明渠堰槽流量計(jì)、 電磁流量計(jì)和超聲流量計(jì)三種準(zhǔn)計(jì)量方式來計(jì)量經(jīng)過處理的污水排放量，其中計(jì)量精度較高的是明渠堰槽流量計(jì)， 該種計(jì)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(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)連續(xù)測量。
明渠堰槽流量計(jì)由量水堰槽、液位計(jì)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(xiàn)場檢定明渠堰槽流量計(jì)儀器。隨著科技的發(fā)展， 明渠堰槽流量計(jì)現(xiàn)多為超聲波明渠流量計(jì)， 其測液位裝置采用超聲波液位計(jì)。 本文以目前應(yīng)用頻率zui高的超聲波巴歇爾槽明渠流量計(jì)為例， 對現(xiàn)場檢定明渠堰槽流量計(jì)時(shí)的操作方法和技術(shù)要領(lǐng)進(jìn)行重點(diǎn)解析， 以期為同類技術(shù)項(xiàng)目提供參考依據(jù)。
1、工作原理
1.1 巴歇爾槽
安裝在渠道內(nèi)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(jù)堰槽幾何尺寸確定渠道上游水位與流量之間的對應(yīng)關(guān)系。此外， 安裝在不同渠道上的量水堰槽， 其液位應(yīng)該與流量保持一致。巴歇爾槽將流量轉(zhuǎn)成液位， 測量堰槽內(nèi)水流液位就能獲知堰槽的水位， 再運(yùn)用相應(yīng)的轉(zhuǎn)換公式即可求得實(shí)際流量。 巴歇爾槽是一矩形橫斷面短喉道槽， 其組成結(jié)構(gòu)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(biāo)準(zhǔn)型 （b=0.25~2.40m ） 槽和大型 （b=3.05~15.24m ） 槽。
1.2 超聲波液位計(jì)
超聲波液位計(jì)的測量原理是采用超聲回波技術(shù)，當(dāng)超聲探頭向液面發(fā)射一束超聲波信號， 信號到達(dá)液面形成反射波， 該波又被探頭接收， 通過計(jì)算發(fā)射波與反射波的時(shí)差， 得到探頭與液面間的距離， 進(jìn)而得到液位高度， 原理如圖2。
1.3 積算儀
積算儀內(nèi)部設(shè)有各不同尺寸的巴歇爾槽型及對應(yīng)的計(jì)算公式， 依據(jù)超聲波液位計(jì)傳輸進(jìn)來的測量液位， 計(jì)算出對應(yīng)的流量并顯示出來。 也可通過設(shè)定， 顯示累積流量，液位高度等相關(guān)信息。
2 檢定方法
依據(jù) JJG711-1990 《明渠堰槽流量計(jì)檢定規(guī)程》 ， 超聲波巴歇爾槽明渠流量計(jì)現(xiàn)場檢定主要項(xiàng)目包括：
①巴歇爾槽幾何尺寸；
②液位示值誤差；
③瞬時(shí)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(jìn)口收縮段寬度 B 1 、 進(jìn)口收縮段長度L 1 、 出口擴(kuò)散段寬度 B 2 、 出口擴(kuò)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(jù)檢定規(guī)程，測量的實(shí)際尺寸與標(biāo)準(zhǔn)尺寸進(jìn)行比較，在允許的誤差范圍內(nèi)才能認(rèn)定尺寸項(xiàng)目檢定合格， 現(xiàn)場堰槽尺寸的準(zhǔn)確測量，是對堰槽安裝位置的合理性、 堰槽幾何尺寸與設(shè)計(jì)規(guī)格的一致性和安裝技術(shù)的規(guī)范性的驗(yàn)證， 只有尺寸檢定合格， 才能保證規(guī)程中流量計(jì)算公式中液位與流量的對應(yīng)關(guān)系。
2.2 液位示值誤差
依據(jù)巴歇爾槽液位變化范圍，在標(biāo)準(zhǔn)液位計(jì)上選取低、 中、 高三個(gè)液位高度， 將超聲波液位計(jì)安裝在標(biāo)準(zhǔn)液位計(jì)上， 按以上液位大小依次逐點(diǎn)進(jìn)行檢定， 重復(fù)測量三次，依據(jù)公式 （1 ） 分別計(jì)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(jì)第 i 點(diǎn)第 j 次測量示值誤差， mm；
H cij —— — 被檢液位計(jì)第 i 點(diǎn)第 j 次液位示值， mm；
H bi —— — 標(biāo)準(zhǔn)液位計(jì)第 i 點(diǎn)液位示值， mm。
取單次測量結(jié)果的示值誤差的zui大值作為液位計(jì)的液位示值誤差。
ΔH= （ΔH ij ） max （2 ）
2.3 瞬時(shí)流量示值誤差
在測量液位示值誤差的同時(shí)， 記錄積算儀上顯示的瞬時(shí)流量 q cij ， 依據(jù)規(guī)程上對應(yīng)的計(jì)算公式， 計(jì)算出瞬時(shí)流量的理論值 q bij ， 分別計(jì)算單詞測量的瞬時(shí)流量示值誤差 E ij 。
E ij =q cij -q bijq bij（3 ）
取單次測量結(jié)果zui大值為超聲波巴歇爾槽明渠流量計(jì)瞬時(shí)流量基本誤差 E。
E= （E ij ） max （4 ）
2.4 檢定結(jié)果
依據(jù)各主要檢定項(xiàng)目， 給出zui終檢定結(jié)果。現(xiàn)已標(biāo)準(zhǔn)型巴歇爾槽 （b=0.60m ） 為例， 列表給出檢定結(jié)果， 如表 1。
3、檢定注意事項(xiàng)
超聲波巴歇爾槽明渠流量計(jì)因?yàn)橛兴粨p失小、 水中即使有固態(tài)物質(zhì)也幾乎不沉淀、 接近流速的影響小、 對下流側(cè)的水位影響比較小等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用， 但在現(xiàn)場實(shí)際環(huán)境下不確定因素也比較多， 這些都會對計(jì)量的準(zhǔn)確定性帶來影響， 所以在現(xiàn)場檢定過程中也要注意以下事項(xiàng)：
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(jìn)入巴歇爾槽不出現(xiàn)偏流。②通水后， 水應(yīng)該在巴歇爾槽內(nèi)自由流動(dòng)， 因此要求槽的淹沒高度低于規(guī)范中要求的臨界淹沒高度。 ③巴歇爾槽的上游應(yīng)有大于 5 倍渠道寬的平直段， 使水流能平穩(wěn)進(jìn)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(cè)壁、 渠底連接要緊密， 不能漏水。 使水流全部流經(jīng)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(jì)
①現(xiàn)場超聲波液位計(jì)安裝場所都是環(huán)境比較差的地方， 應(yīng)確保其周圍應(yīng)無強(qiáng)光、 電磁場等輻射源， 且應(yīng)有必要的防雨雪措施。②超聲波液位計(jì)應(yīng)架設(shè)在進(jìn)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(shè)定必須與實(shí)際液槽一致，在檢定開始之前應(yīng)該先行查閱。 ②積算儀應(yīng)有密封保護(hù)， 不受外界自然環(huán)境的干擾。③因?yàn)槌暡ㄒ何挥?jì)測量的高度是液位至探頭質(zhì)檢的空高距離， 所以在測量時(shí)， 要測量探頭到液槽底部的距離，查詢積算儀中設(shè)置的距離是否與測量的距離一致， 這樣才能保證實(shí)際液位距離理論上沒有偏差。
在市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段，社會對環(huán)境問題的關(guān)注度較高， 節(jié)能減排已成為社會生產(chǎn)的基本要求。污水處理就是一項(xiàng)非常關(guān)鍵的環(huán)保措施， 而污水處理的計(jì)量更是關(guān)系到污水處理效果的關(guān)鍵所在。 明渠堰槽流量計(jì)以其安裝使用方便、 計(jì)量準(zhǔn)確可靠、 可實(shí)時(shí)在線檢定等優(yōu)點(diǎn)必將大力推廣應(yīng)用。 以上是對超聲波明渠流量計(jì)的現(xiàn)場檢定進(jìn)行了簡述， 對需要注意的事項(xiàng)進(jìn)行了分類， 目的是為了減小現(xiàn)場
檢定時(shí)的外在影響因素， 更好的去保證超聲波明渠流量計(jì)使用的計(jì)量準(zhǔn)確性。
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