超声波自补偿明渠流量计采用超声回波技术，通过测量标准流量堰（槽）的液位高度，由计算机运算得到流量。当被测液体介质通过流量槽（巴歇而槽）或堰（直角三角形缺口薄壁堰、矩形缺口薄壁堰、等宽箔壁堰等）形成自然流动时，以三角形薄壁堰测流为例（由我国制定的技术标准），三角形薄壁堰的形状见图1，图中，α为堰口角，（°）；h 为堰顶水头，m；p 为堰高，m；hmax，为堰顶zui大水头，m；b 为行进渠道宽度，m；b 为堰口高度，m。
堰口角的使用范围为α=20o～100o，常用堰口角α=90o。
其流量q与流量槽的水位h有如下关系
式中ce为流量系数；g为重力加速度，gn= 9.8 m/s2；he为有效水头，m。
当图1中α=90o时，ce值由图2查得。
he值按下式计算
he=h+kh，
式中h为堰顶水头，m；kh为粘滞力和表面张力综合影响的校正值，m。当α=90o时，kh为0.00085 m。
当tg α/2 =1 时，流量公式转化为
q=2.3625 ceh5/2，
式中h为液位高度，m。
本仪表的超声测距原理是：通过安装在堰（槽）测流装置上的超声波传感器，由流量计内的单片机输出一定频率电信号，激励探头中压电晶体发射特定频率的超声波信号，并在发射时刻同时启动定时器开始计时，该超声波信号通过被测液体介质传播，遇到标准杆处，其中，一部分产生*次反射回波，而其余部分继续在水中传播。反射部分反方向传播，进入探头，引起探头晶片振荡，产生声能—机械能—电能转换，使探头输出*个电信号。而在水中继续传播的超声波到达水面时，由于水面以上是气体（空气），在气液交界面产生第二次反射回波，反射回波反方向传播反射到压电晶体上，使探头输出另一个电信号。即在参比面（标准杆）上产生*次反射回波，在气液交界面上产生第二次反射回波，当探头接收到反射波后，立即停止计时，这时，计时器就记下了超声波从发送到接收的传播时间t0和t1，根据式（1）可算出探头到液面的高度。
水介质超声波液位传感器在超声流量计的控制下，进行超声波发射和接收，由反射波的传播时间来计算传感器与液面之间的距离和堰（槽）顶水头h，如图3。
由图3所示参数关系，有
h1=h0t1/ t0 （1）
h=h0t0/ t0- h0
h=h0t1/ t0- h0- p （2）
式中t1为传感器至液面的超声波传播时问；t0为传感器至标准反射体之间的超声波传播时间；h0，p，h0为实测值；p为堰高，m。
当有较多泥沙沉积时，采用静水井，静水井设在行进渠道的一侧。距堰板上游面（4~5）hmax处。渠道和静水井之间用连通管相连，管子尽量缩短，并定期清洗探头。行进渠道的长度不小于zui大水头时水舌宽度的10倍，行进渠道的水流应为均匀稳定的亚临界流，若流速不能满足此规定时，可用导流板整流，使其形成自然流动，流速趋于平稳。
超声波明渠流量计主要功能特点：
1、 液位测量显示，实时显示液位高度，范围为0-200.0cm，分辨率为0.1cm，准确度由传感器精度确定。
2、 流量测量显示，用粗体在屏幕中间实时显示流量值，每秒钟刷新一次。
3、 可编程变送输出，具有4-20ma电流环输出功能，精度为0.5%，可通过菜单选择变送输出的变量（液位或者流量），并可设置20ma对应的满量程值，变送输出方便灵活。
4、 可编程上下限报警，可由用户编程设置上限、下限和回差，方便控制输出。
5、 控制输出，控制输出由两个触点容量为7a/250v（阻性负载）的继电器执行，并可由用户自行分配继电器的功能，如不用则可取消继电器的工作。
6、 日历时钟调整和显示，可通过菜单调整当前的年、月、日、时、分、秒，退出后时钟开始正常运行；时间精度为一个月不超过1分钟的误差。
7、 数据存储和查询，仪表内置1m数据存储器，共可记录一万四千多个数据，20年内的历史数据无一遗漏。并可查询过去某个时间点的数据。
8、 远程通讯功能，可与上位机通讯，实现数据传输，传输距离可达1000米；一台上位机可管理多达64台仪表；采用rs485通讯接口和modbus-rtu通讯协议。除非注明，仪表展览网文章均为原创，转载请注明：变送器：。