灌区明渠中如何安装多普勒超声波流量计

2018年，汉中市石门水库灌区把农业水价综合改革工作，作为推进灌区农业灌溉的可持续发展和美丽乡村建设的重要措施，先选择了具有一定代表性的2个管理站进行了试点，探索可推广、可复制的经验，在认真总结试点经验和问题的基础上，修订了实施方案，2019年在全灌区推行。1月22日，在汉中市农业水价综合改革工作会上，市石门水库管理局做了计划。

石门水库灌区是全省十三个大型灌区之一，灌溉了汉台区、城固县、勉县、汉中高新技术开发区的40.2万亩农田，涉及62.4万人。石门灌区以占汉中市1/9的耕地面积，生产了全市1/4的商品粮食，为汉中农业生产和社会经济发展做出了重要贡献。

2005年以前，石门灌区一直沿用按灌溉面积收取农业水费的方式。从2005年开始，采取“斗口计量、按亩分摊”的办法，推行按量计费工作。省物价局核定石门灌区终端水价成本为0.35元/立方米，但直到2018年，石门灌区农业水价仍执行的是1998年市场价局批准的0.0073元/立方米标准，仅占实际水价成本的1/5，政策性价格倒挂幅度较大，灌区难以为继，迫切需要推行农业水价综合改革。

对于灌区改革计量用水我们有什么好的办法呢？

根据对灌区的实际环境多为小渠道1-5米深的渠道，比较推荐的流量计为多普勒超声波流量计。它可以测量整个断面的平均流速，水位，过流面积，瞬时流量，累计流量。相较于其他几种传感器，其测量的精度更高，各种渠道形态的断面，例如：矩形。梯形，三角形，U形或者非规则渠道均可以测量。初次使用时只需将渠道的参数配置进控制器内即可。控制器可以自动根据水位换算出过流面积。

这种速度面积法多普勒原理测量，可以适用于各种形态断面或者非规则断面的水流量测量，不需要修建相应的堰槽。使用简单，只需要将设备固定在渠道里面即可完成测量，能够测流低至2cm/s的流速，是其他流量传感器无法实现的。多普勒超声波流量计流速测量基于多普勒效应，探头斜向上发出一束超声波，超声波在流体中传播，流体中会含有气泡或者颗粒等杂质（可以认为流体中的杂质和水流的速度一致），当超声波接触到流体中的杂质时会使反射的超声波产生多普勒频移△f,多普勒频移△f正比于流速。通过测量多普勒频移△f即可测量出流体的流速。

多普勒超声波流量计采用速度面积法测流，利用超声波流速传感器测量流速V，利用压力式水位计测量水位H，预先在控制器设置的渠道参数，控制器可以利用水位自动换算出过流面积S，流体的流量公式为：

Q=V×S 其中V----流速S----过流面积Q----瞬时流量

整套灌区量水系统图

利用DX-LSX-1多普勒超声波流量计配合DX-RTU-1遥测终端机使用，采用市电或者太阳能供电系统进行供电，将流量计固定于渠道中，遥测终端机定时的采集流量计里面的数据通过GPRS远程发送到服务器中，数据可以通过电脑或者收集在平台进行查看。