國產(chǎn)多普勒聲學流量計的原理及其安裝方式
自然河道水利防洪關系人民安危和社會穩(wěn)定，而流量監(jiān)測是防汛抗洪的重要組成部分。而中小河流防洪水文監(jiān)測能夠?qū)崟r了解河流水量，對防汛抗洪有重要意義。同時其涵養(yǎng)水源、調(diào)節(jié)區(qū)域小氣候的功能，也使國家更加重視合理開發(fā)利用水資源，因此及時、準確、地反映中小河流水量現(xiàn)狀顯得尤為重要。
本案例為某省水文局為監(jiān)測省內(nèi)主要的中小型河流流量情況，使用固定式安裝方式在若干個重點監(jiān)測河段地區(qū)的水文局安裝了AMT-LSX-1多普勒超聲波流量計實現(xiàn)24小時在線流量監(jiān)測，監(jiān)測汛期流量變化情況，掌握河道基本信息數(shù)據(jù)，為防洪排澇提供依據(jù)。
多普勒超聲波流量計是測量自然水域的流速和流量儀表，既不需要跟電磁流速流量計一樣截開管道安裝管段式傳感器，也不需要使用截流裝置，更不要安裝固定的堰槽來控制水流從固定出口流淌。只需要固定在水流方向，當水流量大于2cm即可開始測量水流速、流量、水位一體化檢測。
多普勒超聲波流量計原理：多普勒超聲波流量計是采用速度面積法測流，內(nèi)部包含一個水位計和流速傳感器，使用的時候預先將渠道的類型和參數(shù)輸入控制器，控制器能夠利用水位自己換算出過流面積，通過過流面積X流速就能計算出水量。
多普勒超聲波流量計
產(chǎn)品特點：
寬量程：0.02-5m/s(流速)
分辨率可達1mm/s（流速）
高響應時間，打破以往需要長時間才能得到流速流量的，測量結果時時刷新。
速度面積法流量測量，適合滿管及非滿管，可自由設定斷面水位關系。
內(nèi)部自帶高精度溫度傳感器可用于水溫測量和聲速補償。
流體力學外殼設計，對水體流態(tài)影響小，不影響測量精度。
防腐蝕外殼設計，能夠在惡劣環(huán)境下長期工作。
可提供瞬時流量值和累積流量值。
無機械轉(zhuǎn)動部件，不存在泥沙堵塞或水草、雜物纏繞等問題，適用于泥沙懸浮物含量高，水草等漂浮物多的河流中測量。
測量線性，出廠已校準長期使用也無需校準。
配有數(shù)據(jù)接收軟件，可讀取實時數(shù)據(jù)和累計數(shù)據(jù)。
技術參數(shù)：
流速：
測量范圍：0.02-5m/s
精度：1.0%±1cm/s
分辨率：1mm/s
水深：
測量范圍：0m-5m（更高可設置）
精度：±1cm
分辨率：1mm
溫度：
測量范圍：-10℃-60℃
精度：±0.5℃，
分辨率：0.1℃
流量：
測量范圍：0.001m3/h-999999999 m3/h（根據(jù)斷面可以增加）
精度：±2-3%（根據(jù)斷面流態(tài)有所不同）
分辨率：0.0001 m3/s
電源：直流10V-24V
工作電流：12V 小于0.1A
輸出信號：RS485（Modbus-RTU）
防護等級：IP68
工作溫度：0℃-60℃（不結冰）
存儲溫度：-10℃-70℃
設備材質(zhì)：灰色PVC
AMT-LSX-1多普勒超聲波流量計安裝示意圖
多普勒流量計安裝方式
本案例中的AMT-LSX-1多普勒超聲波流量計進行24小時在線實時測量，安裝于自然河道水文站流量有代表性的平穩(wěn)地點，除終得到流量數(shù)據(jù)外，還可同時得到流速和水位數(shù)據(jù)，便于客戶了解河道水量情況和內(nèi)部流態(tài)，一直保持穩(wěn)定的工作狀態(tài)，為客戶監(jiān)測河道流量情況提供了幫助。
常規(guī)的幾種測流形式：
1.流速面積法
通過各種流速傳感器將渠道的平均流速V測量出來，然后通過水位和渠道的形態(tài)換算出過流面積S，利用平均流速乘以過流面積即可計算出相應的流量。
2.平均流速公式法
求明渠水流的平均流速的公式有很多，其中典型公式有謝才公式和曼寧公式，流速公式法是通過測量水面的坡度，預估粗糙程度，結合水流截面的形態(tài)，利用謝才公式和曼寧公式計算出平均流速，再計算出流量的。
3.水位流量曲線法
利用水位流量曲線的對應關系，測量水位就可以求出流量。初次使用時需使用其他設備對水位流量進行校準。
4.量水堰槽法
量水堰槽法是利用修建固定的堰槽，利用水位直接換算出流量的，常用的堰槽有三角堰、矩形堰、梯形堰、巴歇爾槽等。
本文主要是針對說明這4種方法中精度的是流速面積法：
因為它是直接測量水流速度的，其他的3種方法均是采用水力學公式利用水位換算出的流量。流速面積法典型的代表產(chǎn)品是多普勒超聲波流量計，其利用多普勒效應進行流速測量，內(nèi)部集成水位計測量水位并換算過流面積。
多普勒超聲波流量計是是利用聲波在流體中傳播的多普勒效應，通過測定流體中運動粒子散射聲波的多普勒頻移，即可得到流體的速度，結合內(nèi)置壓力式水位計，利用速度面積法，即可測量液體的流量。適合于明渠、河道及難以建造標準斷面的流速流量測量以及于各種滿管和非滿管明渠流速流量測量。
以下是安裝示意圖：
現(xiàn)場案例：
產(chǎn)品特點
符合《SL651-2014 水文監(jiān)測數(shù)據(jù)通信規(guī)約》，特殊場合可根據(jù)客戶要求進行協(xié)議定制。
支持同時向多個站點發(fā)送報文。
支持多種工作模式（包括自報式、查詢/應答式、兼容式等），限度降低功耗。
內(nèi)嵌GPRS/CDMA模塊，實現(xiàn)采集、控制、無線傳輸于一體。
支持水位計，雨量計，工業(yè)攝像頭，流量計、水質(zhì)傳感器、風速風向傳感器等接口。
超低待機功耗：1mA@12V。
內(nèi)置大容量存儲空間，支持USB本地數(shù)據(jù)導出功能。
支持遠程升級，配置，維護。
可自由設置傳感器采集周期。
可同時支持有線網(wǎng)絡和無線網(wǎng)絡。
現(xiàn)場可通過手機無線連接設備，調(diào)試人員只需通過web即可對設備進行配置和狀態(tài)查看。
支持短信數(shù)據(jù)上傳，數(shù)據(jù)預警功能，可根據(jù)用戶需求設置短信內(nèi)容。
采用高性能的工業(yè)級32位通信處理器和工業(yè)級無線模塊，以嵌入式實時操作系統(tǒng)為軟件支撐平臺，寬溫設計，耐高低溫，耐強電磁干擾。適用于各種惡劣的現(xiàn)場。采用完備的系統(tǒng)保護機制和防掉線機制，保證終端永遠在線。
產(chǎn)品應用
可廣泛應用于各種水利信息化建設領域，如水文、水資源、水環(huán)境、水污染、山洪災害、水庫、大壩的遠程測控領域
3.云平臺
灌區(qū)信息化遠程監(jiān)控系統(tǒng)功能：
各站點實時監(jiān)測流量數(shù)據(jù)、累積數(shù)據(jù)
站點歷史數(shù)據(jù)預覽、每日報表、歷史圖形
現(xiàn)場實時監(jiān)控視頻
預警記錄
流量、水位異常，自動報警
支持擴展現(xiàn)場照片、視頻監(jiān)測
安裝案例
采集數(shù)據(jù)我們在渠道中主要用多普勒超聲波流量計他是利用聲波在流體中傳播的多普勒效應，通過測定流體中運動粒子散射聲波的多普勒頻移，即可得到流體的速度，結合內(nèi)置壓力式水位計，利用速度面積法，即可測量液體的流量。適合于明渠、河道及難以建造標準斷面的流速流量測量以及于各種滿管和非滿管明渠流速流量測量。
流量計通過RS485接入到遙測終端機上，控制器采用太陽能供電，RTU通過GPRS可以將數(shù)據(jù)發(fā)送至相應的服務器，當客戶沒有服務器時可以采用花生殼或雙DTU對傳，數(shù)據(jù)直接接入PC。遙測終端機支持標準水文通信規(guī)約或者JSON格式數(shù)據(jù)包。
現(xiàn)場案例：
灌區(qū)智能化監(jiān)測與管理系統(tǒng)集信息采集、業(yè)務管理為一體。通過建立灌區(qū)水位、流量、水質(zhì)等水情監(jiān)測系統(tǒng)，并在此基礎上實現(xiàn)智能化業(yè)務管理系統(tǒng)，解決了灌區(qū)工作人員在信息采集、量測水管理、水費計收、配水調(diào)水等方面的管理問題，實現(xiàn)灌區(qū)水資源的合理配置、優(yōu)化調(diào)度、利用的目標。