明渠流量计作为一种监测水实时流量的计量器具,广泛应用于所有城市供水引水渠、火电厂冷却饮水河排水渠、污水治理流入和排放渠、工业企业废水排放以及水利工程和农业灌溉用渠道、生态流量监测等方面,近年来随着各单位对计量工作的越发重视,因此校准明渠流量计成为一个趋势,在 JJG 711-1990《明渠堰槽流量计检定规程》中提到,检定明渠流量计需要用到标准水槽,而几乎所有的明渠流量计使用方均无标准水槽不满足规程提到的检定条件,同时也没有其他相关的测量方法可以参照,因此无法确保明渠流量计的量值准确。
现有的明渠流量计主要有三种类型:超声波明渠流量计、多普勒明渠流量计和多声道明渠流量计。超声波明渠流量计将传感器安装在液位上方,多普勒明渠流量计将传感器安装在渠道底部,多声道明渠流量计将多个传感器安装在槽侧壁,其基本原理均为通过超声波发射与接收的频率对液体流速进行测量,在这三种类型的明渠流量计中,超声波明渠流量计的测量方法最为简单,也最为实用。
超声波明渠明渠流量计由明渠堰槽、流量液位传感器探头、转换仪表构成,在安装好以后,由于使用方需要实时监测流量大小,无法停产,仪器内部参数已经设置好,重新安装可能会导致测量结果有所差异,并且转换仪表与传感器之间的线路已经埋好,重新取出成本很高,所以只能通过在线校准的方法来确保明渠流量计的后续使用情况。
目前我国无相关的明渠流量计在线校准规范,而在线校准的影响因素很多,比如温度、堰槽表面不平整、流速不可控、流动状态不平缓等因素,不确定度评定的结果不能满足按照明渠流量计溯源的标准,即测量结果的不确定度小于或等于被测流量计准确度等级的三分之一。在经过反复实验和对国家环境部门发布的相关流量标准进行研究后,发现可以通过改进液位高度的测量方法来减小测量结果的不确定度,以此来满足要求。