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如何将超声波流量计应用于农业?

时间:2022-04-16

 
中国是一个农业大国,农业水利工程一直是国家发展的重点对象。农业的发展离不开水利灌溉,所以水利流量测量是必不可少的。目前我国使用的测量仪器是超声波流量面积测量法:采用超声波流量计的平均流量乘以渠道的横截面积,水流量一般通过在特定管道中安装超声波流量计来测量。一般有三种测量方法:一种是速度分布法;二是6H法;三是0.2H~0.8H法。速度分布法是利用超声波流量计在运河表面和渠道底部之间选择不同的点来测量流量,然后根据速度曲线定义的面积除以深度计算出水流的平均速度;0.6H法测量水面以下0.6H深度的单点流量,假设该值为所有速度的平均值;0.2H~0.8H法测量水面下0.2H和0.8H深度的流量,可估计为平均流量值。
这三种测量方法都是用超声波流量计在特定区域测量水流的平均速度,不同测量点的测量结果可能会有所不同。欧洲国家要求在测量时至少测量5个点,而美国认为测量2个点就足够了。深度测量取决于渠道的宽度。在欧洲,深度测量为5~15,在美国,深度测量为8~18。测量误差根据深度测量次数和每点的测量时间确定,速度面积法的平均误差可小于6%。
电磁流量计也可用于农田灌溉中的水流测量。超声波技术通过测量通过渠道的超声波传播时间来计算流量。发射机和接收器分布在渠道两侧,使波路径与流方向之间的角度在45°~60°范围内。这种几何关系导致上下游方向的声脉冲之间的时差。电磁流量计是利用导电水流中人工建立的磁场,然后测量横跨水流两侧的合成测量结果。电磁流量计通常由励磁线圈和一对电极组成。
虽然超声波流量计和电磁流量计可用于农田灌溉水系统的流量测量,但在实际应用中,考虑到使用环境等情况,大多数仍使用超声波流量计进行测量。