多普勒超声波流量计在断面的安装位置

多普勒超声波流量计是测量自然水域的流速和流量仪表，可用于检测人工或天然的渠道、河流、水电站以及城市地下管网的水位、流速、流量监测。只需要将设备固定于待测断面底部不论是满管或者非满管均可获得极高的测量精度。下面我们来讲一下HR7600普勒超声波流量计在不同环境断面的安装位置。

1）矩形断面

对高宽比比较接近的矩形断面，由流体实验可知横截断面上的流速分布如下图：

    

可以看出在距离渠壁大约15%-25%处（红色部分），具有平均流速的杂质占比例最多，如果探头安装于此处并测出声波线上杂质的概率最大流速，则可代表整个断面的平均流速。此时如下关系成立：

断面的平均流速=实际测速范围内的杂质最大概率流速

所以多普勒流量计如果安装于距离渠壁15%-25%的渠道底部并测量其上方一定窄面的测流范围内的概率最大流速，就可准确地代表整体断面的平均流速。

距离渠道底部很薄的水层中水的流速会从底部向上逐步变大并很快变为平均流速，所以安装位置高低一些不会影响其上杂质的概率最大流速，这样流量计探头就可不一定安装于渠道底部，可以稍微高于底部几厘米而不影响测量结果，这就为避免淤积而抬高安装位置创造了可能，当然探头安装位置同时必须满足在死水位以下，这样避免在小水流（水位很低）时探头露出水面而不能测流。

所以在矩形断面的安装位置如下：

      

 

安装于渠宽的0.15--0.2倍处，并在死水位以下，有淤积时可在死水位以下尽量抬高安装位置。  

      

如果矩形渠道比较宽浅，则相应安装位置应该向渠道中心移动，可以大致按比例移动；另一种方式是探头底部水平面向中心转动一定角度而使发射声波向渠道中心倾斜，这样也可抵消渠道宽浅引起的误差。

 

2）梯形断面

对边坡大约45度的高宽比也比较接近的梯形断面，由流体实验可知横截断面上的流速分布如下图，    

 

可以看出在坡脚处上方（红色部分）具有平均流速的杂质占比例最多，如果探头安装于此处并测出声波线上杂质的概率最大流速，则可代表整个断面的平均流速。此时如下关系成立：

断面的平均流速=实际测速范围内的杂质最大概率流速

 

所以多普勒流量计如果安装于渠道坡脚处并测量其上方一定窄面的测流范围内的概率最大流速，就可准确地代表整体断面的平均流速。

距离渠道底部很薄的水层中水的流速会从底部向上逐步变大并很快变为平均流速，所以安装位置高低一些不会影响其上杂质的概率最大流速，这样流量计探头就可不一定安装于渠道坡脚底部，可以稍微高于底部几厘米而不影响测量结果，这就为避免淤积而抬高安装位置创造了可能，当然探头安装位置同时必须满足在死水位以下，这样避免在小水流（水位很低）时探头露出水面而不能测流。

 

所以在梯形断面的安装位置如下：

 

 

如果梯形渠道比较宽浅或坡度很缓，则相应安装位置也应该向渠道中心移动，可以大致按比例移动；另一种方式是探头底部水平面向中心转动一定角度而使发射声波向渠道中心倾斜，这样也可抵消渠道宽浅引起的误差。两种安装方式如下图：