一、巴歇爾槽概述

巴歇爾槽是一種用于明渠流量測(cè)量的輔助設(shè)備，由上游收縮段、喉道段和下游擴(kuò)散段三部分組成。其工作原理基于流體力學(xué)中的連續(xù)性方程和伯努利方程。當(dāng)水流通過(guò)巴歇爾槽時(shí)，由于槽體的特殊形狀，水流在喉道段的流速增加，水位相應(yīng)降低，從而在上下游形成水位差。通過(guò)測(cè)量這個(gè)水位差，可以利用已知的流量公式計(jì)算出水流的流量。

巴歇爾槽具有測(cè)量精度高、適用范圍廣、安裝維護(hù)方便、成本效益合理等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于水文監(jiān)測(cè)、江河流量監(jiān)測(cè)、農(nóng)業(yè)灌溉及市政給排水等行業(yè)。

二、雷達(dá)水位計(jì)概述

雷達(dá)水位計(jì)是一種非接觸式水位測(cè)量?jī)x器，它利用雷達(dá)波的發(fā)射與反射原理工作。雷達(dá)水位計(jì)向水面發(fā)射微波信號(hào)，微波信號(hào)遇到水面后反射回來(lái)，通過(guò)測(cè)量發(fā)射和接收信號(hào)的時(shí)間差，結(jié)合微波在空氣中的傳播速度，可以精確計(jì)算出水位高度。由于雷達(dá)波不受天氣、光線(xiàn)等因素影響，具有很強(qiáng)的抗干擾能力，在惡劣環(huán)境下也能穩(wěn)定地測(cè)量水位，為巴歇爾槽流量計(jì)算提供準(zhǔn)確的水位數(shù)據(jù)。

雷達(dá)水位計(jì)參數(shù)：

l 水深測(cè)量范圍：7m

l 精度：±3mm

l 天線(xiàn)發(fā)射角度（水平和垂直) ：8°

l 發(fā)射頻率：60GHz

l 電源：DC6V-24V 典型值12V

l 平均功耗：≤30mW

l 信號(hào)接口：RS485（Modbus）

l 防護(hù)等級(jí)：IP68

l 工作溫度：-35℃~80℃（不結(jié)冰）

l 存儲(chǔ)溫度：-35℃~70℃

三、雷達(dá)水位計(jì)與巴歇爾槽的聯(lián)合使用

1. 系統(tǒng)組成 ：雷達(dá)水位計(jì)配置巴歇爾槽的系統(tǒng)通常包括雷達(dá)水位計(jì)、巴歇爾槽以及數(shù)據(jù)采集與處理設(shè)備。雷達(dá)水位計(jì)安裝在巴歇爾槽的上方，確保其測(cè)量點(diǎn)位于堰槽的關(guān)鍵位置，如喉道段的特定位置。巴歇爾槽則按照標(biāo)準(zhǔn)要求安裝在明渠中，其尺寸和形狀需符合相關(guān)規(guī)范，以保證測(cè)量的準(zhǔn)確性。數(shù)據(jù)采集與處理設(shè)備負(fù)責(zé)接收雷達(dá)水位計(jì)的測(cè)量數(shù)據(jù)，并根據(jù)預(yù)設(shè)的流量計(jì)算公式進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算和存儲(chǔ)。
2. 流量計(jì)算 ：流量計(jì)算主要依據(jù)巴歇爾槽的水位 - 流量關(guān)系，通常采用經(jīng)驗(yàn)公式如 Q=C×H^n，其中 Q 表示流量，H 是雷達(dá)水位計(jì)測(cè)量的水位高度，C 和 n 是與巴歇爾槽尺寸和形狀相關(guān)的系數(shù)。這些系數(shù)在堰槽制造時(shí)已通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定，不同尺寸的巴歇爾槽具有不同的 C 和 n 值。數(shù)據(jù)采集設(shè)備實(shí)時(shí)獲取雷達(dá)水位計(jì)的測(cè)量數(shù)據(jù)，通過(guò)內(nèi)置的計(jì)算公式自動(dòng)計(jì)算出流量，并可進(jìn)一步進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、傳輸和分析，為用戶(hù)提供更加實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的流量信息。
3. 安裝要求 ：安裝巴歇爾槽時(shí)，應(yīng)選擇在渠道順直、水流平穩(wěn)的地段，避免在渠道彎道、跌水、匯流口等水流紊亂的位置安裝，以確保水流能以規(guī)則的形態(tài)進(jìn)入堰槽，保證測(cè)量精度。巴歇爾槽的中心線(xiàn)要與渠道的中心線(xiàn)重合，使水流進(jìn)入巴歇爾槽不出現(xiàn)偏流。其上游應(yīng)有大于 5 倍渠道寬的平直段，且槽體應(yīng)保持水平，與渠道的連接部位要密封良好，防止漏水影響測(cè)量結(jié)果。雷達(dá)水位計(jì)則需安裝在堰槽上游合適位置，一般要求距離槽壁和水面有一定的距離，避免信號(hào)干擾，同時(shí)要保證其測(cè)量點(diǎn)位于堰槽的關(guān)鍵位置。
4. 數(shù)據(jù)采集與傳輸 ：數(shù)據(jù)采集器收集雷達(dá)水位計(jì)傳來(lái)的水位數(shù)據(jù)，按照設(shè)定的時(shí)間間隔進(jìn)行存儲(chǔ)和處理。通過(guò)有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)傳輸方式，如 RS485、4G無(wú)線(xiàn) 等，將數(shù)據(jù)傳輸至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和管理。
5. 應(yīng)用優(yōu)勢(shì) ：雷達(dá)水位計(jì)與巴歇爾槽聯(lián)合使用，具有高精度測(cè)量、非接觸式測(cè)量等優(yōu)勢(shì)。非接觸式測(cè)量方式避免了水流對(duì)設(shè)備的沖刷、腐蝕和堵塞等問(wèn)題，提高了設(shè)備的可靠性和使用壽命，降低了維護(hù)成本。同時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)明渠流量的精確測(cè)量，滿(mǎn)足不同領(lǐng)域的精度要求。

雷達(dá)水位計(jì)與巴歇爾槽聯(lián)合使用的流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在多個(gè)領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。在水資源管理中，可用于監(jiān)測(cè)河流、渠道等水體的流量，為水資源的合理調(diào)配和保護(hù)提供數(shù)據(jù)支持。在污水處理領(lǐng)域，能夠準(zhǔn)確測(cè)量污水排放量，確保污水處理設(shè)施的正常運(yùn)行和達(dá)標(biāo)排放。在農(nóng)業(yè)灌溉中，可實(shí)現(xiàn)對(duì)灌溉用水的精確計(jì)量，優(yōu)化水資源利用，提高灌溉效率。

五、總結(jié)與展望

雷達(dá)水位計(jì)和巴歇爾槽的聯(lián)合使用為明渠流量監(jiān)測(cè)提供了一種高效、精確、可靠的解決方案，在眾多領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。隨著科技的不斷進(jìn)步，相關(guān)技術(shù)還將不斷完善和優(yōu)化，進(jìn)一步提高測(cè)量精度和可靠性，拓展應(yīng)用范圍，為水資源管理和利用提供更有力的支持。