設備原理
流速的測量是通過超聲波探頭(換能器)發射與接受超生波信號并做相應的計算處理而獲得的:換能器1發射頻率為f1的超聲波信號,以一定角度由水下向水面發射,在碰到水中的懸浮顆?;驓馀莺?,頻率發生偏移,并以f2的頻率反射到換能器2,這就是多譜勒將就,f2與f1之差即為多譜勒頻差fd。設流體流速為v,超聲波聲速為c,多譜勒頻移fd正比于流體流速v。水中會有大量的雜質顆粒與氣泡,每一個反射粒子對應一個多譜勒頻移fd,通過換算可求得其流速,這些大量粒子的平均流速也即流體的平均流速。
設備安裝
探頭應安裝于具有固定斷面的渠道順直段,順直段長度更好是渠道水力半徑(一般為渠道寬度)的15-20倍(順直段越長測量精度越高),一般上游要求有10倍水力半徑的順直段,下游有5倍水力半徑的順直段,且這一距離范圍內不得有過流阻擋物(如水閘、堰等),以保證探頭前端水流流態的均勻穩定。
探頭應盡量安裝于靠近渠底,當渠底有雜質沉積及水草生長或滾動的卵石時,可抬高安裝位置以避開渠底沉積物與水草覆蓋探頭或卵石沖撞探頭;探頭距渠底的具體高度更好為50mm—150mm,具體視渠道的更低測流水位而定。當渠道水深較高且具有一定的更低水位時,為了安裝方便只要將探頭安裝于更低水位以下0.5倍處即可。