超聲波明渠流量計(jì)排水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間：2022-03-22 00:05:25
摘要 ： 提出了一種由帕歇爾槽和超聲波液位計(jì)組成的
超聲波明渠流量計(jì)。設(shè)計(jì)了一種集成超聲波液位計(jì) ， ，它將基于超聲波傳輸和接收的測(cè)距模塊、低功耗 MSP430系列單片機(jī)的控制模塊和 RS485通信協(xié)議的通信模塊結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)了明渠流量計(jì)在地下排水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用。
超聲波 明渠 流量計(jì) MSP430； RS485通信協(xié)議。
概述；在采煤過(guò)程中，礦井水由地下排水泵提升至預(yù)沉淀調(diào)節(jié)池 ， ，流入吸水井。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)礦井水進(jìn)入抽水井的排水流量，可以了解井下工作狀態(tài)，對(duì)煤礦安全生產(chǎn)具有重要意義。目前，地下排水流量是通過(guò)流量計(jì)手動(dòng)測(cè)量的。流量計(jì)很難讀取， 記不起累計(jì)流量， 更重要的是，地面管理人員無(wú)法及時(shí)獲取信息。為此，研制了一種超聲波明渠流量計(jì)。其FRP“測(cè)井”耐腐蝕，安裝方便，電路簡(jiǎn)單可靠，故障率低， 整機(jī)測(cè)量精度高， 可適用于各種環(huán)境。
超聲波明渠流量計(jì)的開(kāi)發(fā)；明渠流量計(jì)由水測(cè)量?jī)x表和液位傳感器組成。安裝在地下測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)的 、 傳感器通過(guò)電纜將測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛嫔衔粰C(jī)。
工作原理；明渠流量測(cè)量方法主要有直接法和間接法。直接法很少使用，因?yàn)楹茈y找到明渠中顆粒速度和平均流體速度之間的關(guān)系。間接法是在明渠中安裝一臺(tái)測(cè)水儀， 對(duì)被測(cè)流體形成約束阻力， 以便在儀器上游和下游的明渠橫截面上形成與平均流速相關(guān)的液位差。如果能保證測(cè)水儀下游出口的液位保持不變， ，則測(cè)水儀的上游液位可以反映明渠橫截面上的平均流速 ， ，從而達(dá)到明渠流量測(cè)量的目的。間接法**應(yīng)用于明渠流量測(cè)量； 間接法中使用的測(cè)水儀器分為堰式和槽式， 堰式測(cè)水儀器*常用的有三角形堰和矩形堰。槽式測(cè)水儀*常用的是帕歇爾槽， 帕歇爾測(cè)量槽由上游收縮段、喉部段和下游擴(kuò)散段 3組成。收縮段槽底向下游傾斜， 擴(kuò)散段槽底的傾斜方向與喉槽底相反， 其結(jié)構(gòu)如圖所示。 1帕歇爾槽應(yīng)牢固安裝在通道上，并與通道側(cè)壁和通道底部緊密連接。 無(wú)漏水。使所有水流通過(guò)帕歇爾槽的測(cè)量部分， 帕歇爾槽的測(cè)量部分是凹槽中的喉部。
儀表安裝；明渠流量計(jì)安裝在現(xiàn)場(chǎng)通道 ， 水測(cè)量?jī)x表采用帕歇爾水箱 ， 測(cè)井中的液位由安裝在測(cè)井頂部的超聲波液位計(jì)測(cè)量 ， 液位計(jì)采用 9 V電池電源 ， 與上位機(jī)通信只需一根電纜 ， 避免了大量電源和通信電纜的損失 ， 和在線電源電壓。
超聲波液位計(jì)的設(shè)計(jì)；液位計(jì)由低電壓、低功耗的單片機(jī)、超聲波發(fā)射電路、超聲波接收電路、串行接口電路、電池供電電路等組成。 圖 2為系統(tǒng)框圖。配備一體化超聲波發(fā)射接收模塊和遠(yuǎn)程通信模塊。超聲波發(fā)射和接收電路與單片機(jī) 相連， 單片機(jī)與串行接口相連。電池供電電路由其他電路供電。
結(jié)論；帕歇爾槽明渠流量計(jì)中的FRP測(cè)井裝置耐腐蝕，易于安裝 超聲波位置計(jì)體積小， 密封性好，安裝維護(hù)方便，電源的設(shè)計(jì)能滿足煤礦設(shè)備的本質(zhì)安全和防爆特性， 整個(gè)儀表電路簡(jiǎn)單可靠，故障率低 ， 測(cè)量精度高 ， 可應(yīng)用于各種環(huán)境。在井下排水流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，它能有效地監(jiān)測(cè)排水流量， 為實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井下生產(chǎn)狀態(tài)提供了可能。
實(shí)踐證明，
超聲波明渠流量計(jì)測(cè)量精度高， 運(yùn)行安全可靠、穩(wěn)定有效。然而，它也需要進(jìn)一步改進(jìn)通過(guò)逐步完善，將在煤礦安全生產(chǎn)管理中發(fā)揮更大的作用。
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