超聲波明渠流量計排水監(jiān)測系統(tǒng)應用
發(fā)布時間：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組成的
超聲波明渠流量計。設計了一種集成超聲波液位計 ， ，它將基于超聲波傳輸和接收的測距模塊、低功耗 MSP430系列單片機的控制模塊和 RS485通信協(xié)議的通信模塊結合起來，實現(xiàn)了明渠流量計在地下排水監(jiān)測系統(tǒng)中的應用。
超聲波 明渠 流量計 MSP430； RS485通信協(xié)議。
概述；在采煤過程中，礦井水由地下排水泵提升至預沉淀調(diào)節(jié)池 ， ，流入吸水井。實時監(jiān)測礦井水進入抽水井的排水流量，可以了解井下工作狀態(tài)，對煤礦安全生產(chǎn)具有重要意義。目前，地下排水流量是通過流量計手動測量的。流量計很難讀取， 記不起累計流量， 更重要的是，地面管理人員無法及時獲取信息。為此，研制了一種超聲波明渠流量計。其FRP“測井”耐腐蝕，安裝方便，電路簡單可靠，故障率低， 整機測量精度高， 可適用于各種環(huán)境。
超聲波明渠流量計的開發(fā)；明渠流量計由水測量儀表和液位傳感器組成。安裝在地下測量現(xiàn)場的 、 傳感器通過電纜將測量數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛嫔衔粰C。
工作原理；明渠流量測量方法主要有直接法和間接法。直接法很少使用，因為很難找到明渠中顆粒速度和平均流體速度之間的關系。間接法是在明渠中安裝一臺測水儀， 對被測流體形成約束阻力， 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的液位差。如果能保證測水儀下游出口的液位保持不變， ，則測水儀的上游液位可以反映明渠橫截面上的平均流速 ， ，從而達到明渠流量測量的目的。間接法**應用于明渠流量測量； 間接法中使用的測水儀器分為堰式和槽式， 堰式測水儀器*常用的有三角形堰和矩形堰。槽式測水儀*常用的是帕歇爾槽， 帕歇爾測量槽由上游收縮段、喉部段和下游擴散段 3組成。收縮段槽底向下游傾斜， 擴散段槽底的傾斜方向與喉槽底相反， 其結構如圖所示。 1帕歇爾槽應牢固安裝在通道上，并與通道側壁和通道底部緊密連接。 無漏水。使所有水流通過帕歇爾槽的測量部分， 帕歇爾槽的測量部分是凹槽中的喉部。
儀表安裝；明渠流量計安裝在現(xiàn)場通道 ， 水測量儀表采用帕歇爾水箱 ， 測井中的液位由安裝在測井頂部的超聲波液位計測量 ， 液位計采用 9 V電池電源 ， 與上位機通信只需一根電纜 ， 避免了大量電源和通信電纜的損失 ， 和在線電源電壓。
超聲波液位計的設計；液位計由低電壓、低功耗的單片機、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)射接收模塊和遠程通信模塊。超聲波發(fā)射和接收電路與單片機 相連， 單片機與串行接口相連。電池供電電路由其他電路供電。
結論；帕歇爾槽明渠流量計中的FRP測井裝置耐腐蝕，易于安裝 超聲波位置計體積小， 密封性好，安裝維護方便，電源的設計能滿足煤礦設備的本質(zhì)安全和防爆特性， 整個儀表電路簡單可靠，故障率低 ， 測量精度高 ， 可應用于各種環(huán)境。在井下排水流量監(jiān)測系統(tǒng)中，它能有效地監(jiān)測排水流量， 為實時監(jiān)測井下生產(chǎn)狀態(tài)提供了可能。
實踐證明，
超聲波明渠流量計測量精度高， 運行安全可靠、穩(wěn)定有效。然而，它也需要進一步改進通過逐步完善，將在煤礦安全生產(chǎn)管理中發(fā)揮更大的作用。
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