[發明專利]一種非滿流圓管流量在線計量裝置

無效

• 申請號: 201310025484.0
• 申請日: 2013-01-10
• 公開（公告）號: CN103148898A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 張剛;張立卿
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: G01F1/34
• 分類號: G01F1/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種流量計量裝置，用于在線計量非滿流圓管中的流體流量，可廣泛應用于市政雨污水管網、污廢水處理設施排出口的流量在線計量等。

背景技術

在給水排水系統中，流量是重要的過程參數之一。對于壓力流管段，以電磁流量計為代表流量計量方法得到廣泛應用，對于重力流渠道，以文丘里計量槽、巴氏計量槽為代表的槽式計量方法也日臻成熟，然而對于重力非滿流圓管，當前的流量計量方式普遍存在缺憾。傳統的非滿流圓管流量計量儀表，按測量原理大致可分為計量堰法、PB測流槽法、流速-水位計算法和電磁流量計法等四類。

堰法通過在檢查井中設置計量堰，測定堰上水頭的方式進行流量計量，結構簡單，計量精度高，但存在堰上懸浮物堆積的問題，且不適用于小坡度管段；PB槽流量計對圓管結構進行改造，將圓形斷面收縮成倒梯形喉道，水流在喉道部產生射流。通過測量上游水位進行流量計算，該方法具有管壁粗糙度影響小、水頭損失小等優點，但要求管道坡度高于2％，而實際工程中，大多數圓管管段小于該坡度；流速-水位計算法應用超聲波流速儀和液位計，分別計量管內流速及液位，計算得出管內流量，具有適用范圍廣、安裝方便等優點，但成本較高，且易受流速分布影響；電磁流量計法在圓管內設置擋板，于擋板底部設置電磁流量計，通過電磁流量計進行流量計量，該方法對上下游管段情況要求不高，但水頭損失較大，易形成懸浮物堆積，且不適用于小流量測量。

近年來，針對上述非滿流圓管流量計量方式存在的問題，廣大工程技術人員開展了大量試驗研究，開發形成了多種非滿流圓管流量計，上述流量計多基于電磁流量計測量原理，通過對圓管中流速及液位的測量，對流量進行計算，避免了傳統潛水式電磁流量計計量存在的水頭損失大、易堵塞等缺陷，然而對于管內經常出現的小流量、低流速水流計量仍不準確，且需同時計量水位、流速，結構相對較為復雜。

非滿流圓管流量Q(m³/s)可表達為過水斷面面積A(m²)與流速v(m/s)的乘積，也即：

Q＝A·v

依據曼寧公式，水力半徑為R(m)、坡度為i(‰)的非滿流圓管中，流速v可表達為：

v=1nR23i12]]>

其中，n為與管材有關的管壁粗糙系數，水力半徑R為過水斷面面積A與濕周χ(m)之比，由幾何關系，A與χ均可由管徑D及水深h(m)表出，因而，對于非滿流圓管，當h＜D/2時，其過水流量可表達為：