明渠流量监测系统主要由传感器、数据采集设备和数据处理软件组成。其核心原理是利用超声波在不同水层中的传播速度差异，通过测量超声波的传播时间差来计算水流速度。这种方法不仅避免了传统机械式测流设备对水流的干扰，还能够在各种复杂环境中提供稳定、可靠的数据。 一、产品简介 明渠流量监测系统-超声波多层时差法流量计是依据国内外“超声波管道式流量计”原理研发而成的一款适合明渠测流的设备，通过对超声波管道式流量计设计结构的延伸，应用到明渠测流中。其具备多层测流方式，可根据渠道类型分布换能器层结构设计，通过测量不同水层的流速，从而提高测量精度测流设备。 二、组成部分 超声波多层时差法测流系统主要有以下设备组成： 1.三对流速传感器 3.一个超声波液位传感器 3.采集系统 4.太阳能供电系统 5.立杆与支架 三、工作原理 超声波时差法是采用声学时差法流速仪测流，其原理是在河道两岸与流速方向成一定的夹角（通常45度）安装一对或多对换能器，一个换能器发射超声波，另一个换能器接受超声波（超声波传输路线称为声路），通过声学时差法流速仪测得顺、逆流方向的超声波传输时间差计算出测线平均流速，可实现多层流速监测，通过数据建模形式计算平均流速，再通过流速面积法计算出瞬时流量。 四、监测站特点 1.测量优势： 1.1依据超声波管道式流量计设计标准与标定规范研发而成，具有高的精确性和稳定性，明渠测量精度能达到95%以上； 1.2流量计安装在明渠河流的渠道内，可设置多层换能器，对不同层流速进行实时测量，采用多次采样不同水层的流速； 1.3由于本测流系统采用多层传感器结构，运行一段时间后可建立层流速分布模型，即：即使只有一层传感器仍能正常工作，本系统设备依旧可以高效的工作； 1.4采用IP68防护等：本系统中的磁致伸缩水位计（或双磁编码水位计）、流速换能器均具备IP68防护标准，即使在渠道水势较高，淹没全部设备时，依旧可以正常工作； 1.5可修正：随着时间的推移，渠道结构的变化，可通过人工率定方式，在一体化积算仪中输入率定参数，可进一步校正本系统的精准度。 2.安装方式特性 2.1嵌入式结构：多层流速仪和水位计均以嵌入式的安装在渠道两次，不阻水、避免水草、漂浮物等附着，大大减少了维护工作量； 2.2换能器层数、高度可根据水位高程设定：由于渠道结构多样性，换能器科根据渠道的特性对应设置高度（如：0.3H、0.6H、0.9H三层结构）； 2.3无阻水特性：设备采用嵌入式安装方式，几乎无水头损失、阻水等情况的发生，提高了灌溉效率。 3.干扰因素 3.1设备适用于渠道宽度在0-50米范围之内的，有一定规则断面的明渠； 3.2设备应用在泥沙含量较高的水系中时，测量精度受一定的影响； 3.3设备对渠道的淤积情况无法实时监测，需定期查看渠道淤积并予以清淤或率定。 五、技术参数 | 流速传感器 | 三对 | | 测量原理 | 时差法连续测量 | | 测量声道 | 3声道 | | 适应能力 | 可测量含有固体物质的污水 | | 测量精度 | 5% | | 流速范围 | 0.01-30m/s | | 测量渠道宽度 | 时差法0.5-15米 | | 环境温度 | -20-70℃ | | 工作温度 | -20-70℃ | | 介质温度 | -20-80℃ | | 防护等 | IP68 | | 液位传感器 | 一个，超声波 | | 测量精度 | 1.0% | | 测量范围 | 0.01m-10m | | 分辨率 | 1.0mm | | 环境温度 | -20-70℃ | | 工作温度 | -20-70℃ | | 介质温度 | -20-80℃ | | 防护等 | IP68 |
The ultrasonic multi-layer time difference flowmeter is a device developed based on the principle of "ultrasonic pipeline flowmeter" at home ａnd abroad, which is suitable for flow measurement in open channels. By extending the design structure of the ultrasonic pipeline flowmeter, it is applied to flow measurement in open channels. It has a multi-layer flow measurement method ａnd can be designed with transducer layer structure according to the distribution of channel types. By measuring the flow velocity of different water layers, the measurement accuracy of flow measurement equipment can be improved.原创作者：山东天合环境科技有限公司
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