明渠堰槽流量計規范化管理研究

賴森豪 陳漢松 鐘偉達

摘 ?要：針對現行檢定規程對超聲明渠堰槽流量計的影響因素不具體及相關的明渠堰槽流量計的技術管理不細化不具體現象，該文從超聲明渠堰槽流量計的原理及公式分析了該流量計的影響因素，然后歸納了明渠堰槽流量計管理中存在的不規范方面，接著從流量計及人員管理方面提出推進規范化管理的措施，從而細化明渠堰槽流量計的管理，為明渠堰槽流量計的規范管理提供參考。

關鍵詞：明渠堰槽流量計 ?巴歇爾槽明渠堰槽流量計 ?規范化管理

中圖分類號：X832 ? 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2020）06（c）-0047-02

明渠堰槽流量計廣泛應用于農業灌溉水量計量、河流水量監測[1]、企業污水排放監控[2]等領域，是保證農業生產、警示洪澇、環保監控和貿易結算的重要計量器具[3]。該類型流量計具有安裝方便，測量精度高，環境適應性強的特點。但往往實際使用時，流量計受技術管理人員的素質能力、環境條件以及流量計自身的性能等因素影響，沒有得到正確、合理的使用，直接導致其計量水量與實際水量不符。

為響應國家“節能減排”政策措施，目前有相當一部分的生產企業采用在排污口加裝明渠堰槽式流量計的方法對污水進行計量，但是現場條件的復雜性決定了流量計計量的準確可靠性往往得不到有效的保障。該文根據作者在線校準的實踐經驗，提出對使用中污水用明渠堰槽流量計在現場使用中的不規范因素，并提出一系列建議措施為明渠流量計規范化管理提供參考。

1 ?明渠堰槽式流量計工作原理

明渠堰槽式流量計（以下簡稱為流量計）由量水堰槽和水位流量轉換儀表（二次儀表）所組成。量水堰槽裝置包括：上下游行近段、堰體和水位觀測設施。二次儀表完成水位流量轉換，并顯示瞬時流量和累計水量。

流量計測量流量時，先利用超聲波液位計（探頭）測量出水頭高度;然后利用二次儀表通過量水堰槽的參數與水頭高度的固定函數關系計算出水流瞬時流量，并對瞬時流量進行時間積分得到累計量;最后顯示累積量、水頭高度及其對應瞬時流量等相關參數，并上傳至上位機記錄。

2 ?常見的流量計安裝及管理中的不規范方面

2.1 二次儀表安裝不規范

探頭安裝高度過低，導致高水位進入超聲波探頭的盲區，探測不到。探頭安裝不在豎直位置，導致測量數據偏差大，實測水頭高度ha的改變，必然導致水量Q的改變，測量的水量與實際水量不符，嚴重影響流量計的計量準確性。

2.2 量水堰槽設計安裝不規范

技術人員沒有嚴格按照《明渠流量計試行檢定規程》中要求來設計安裝明渠流量計，通常表現為上游行近段過于短小或者沒有，水流波動大;堰體設計尺寸偏差大;二次儀表安裝位置不符;下游水流排放不通暢，導致水流倒灌，液位虛高;設計的堰槽尺寸過大或過小，造成流量計工作負荷過小或過大。

2.3 對流量計的計量性能維護工作不到位

流量計在長期使用后，堰槽的幾何尺寸或是探頭（位置、朝向）發生變化，導致水量變化，常見原因有：管理方疏于清潔管理堰槽（特別是喉道、缺口部分），嚴重積泥垢;水流長期沖擊或地形變動導致堰槽擠壓變形，計量管理人員沒能及時發現整改;超聲波探頭積灰塵影響探測，靜水井阻塞，影響水質取樣。另外，若排放的水體泡沫過多，也會影響。

2.4 沒有落實流量計的溯源工作

用戶對流量計的準確性的重要性認識不足，導致明渠流量計沒有經過溯源就進行使用，沒有按照相應規章制度對投入使用后的流量計進行周期性檢定/校準，沒有對已經老化和損壞的儀表進行更換或調修。流量計沒有發揮應有的作用，準確性得不到保證。

2.5 對二次儀表的管理工作不到位

用戶沒有建立完善的計量管理制度，或是建立了制度但是因為各種原因沒有嚴格執行，管理人員沒有定期做水量統計。

3 ?推進規范化管理的措施

3.1 流量計管理方面

經過前文論述，影響（巴歇爾槽、薄壁堰）明渠流量計的計量準確性的各項技術參數，主要有：堰槽的幾何尺寸（例如喉道寬度b、三角形缺口夾角為θ等）和實測水頭高度ha。則推進流量計管理規范化，可以直觀概括為對超聲波探頭與量水堰槽的相對位置、量水堰槽的幾何結構、二次表內設定的參數、二次表內部計算儲存性能等條件的規范化管理。為確保明渠流量計的計量準確性，在此對相關管理單位和計量人員提出以下建議措施。

（1）量水堰槽應該向有生產明渠量水堰槽資質的廠家采購，量水堰槽在體積不大的情況下應該一體化建造完畢，不應在安裝現場再次組裝。量水堰槽在安裝時，結構應緊湊牢固，應符合國家計量檢定規程JJG 711-1990《明渠堰槽流量計試行檢定規程》的外觀要求。超聲波探頭的安裝位置須符合JJG 711-1990《明渠堰槽流量計試行檢定規程》的要求，不應隨意變更位置。顯示儀（二次儀表）應安裝在明顯有監控的地方。

（2）二次儀表在流量計正式運行后，在各方監督下通過上鎖、貼封條或者安裝監控等的形式保護好設定的相關參數，選用具有參數修改記錄和斷電時間記錄功能的二次儀表，防止私下人為改動。

（3）流量計的各部分應該安裝在避陽、振動小的環境，并適當加裝安全保護設施。

（4）定期清潔流量計的探頭和堰槽部分，關鍵部位有磨損應及時調修或更換。

（5）流量計經過首次檢定方可投入使用，后續使用中定期對流量計進行檢定（校準）。流量計的檢定周期、檢定方式應遵守JJG711-1990《明渠堰槽流量計檢定規程》。

（6）對于水面含較多氣泡造成液位虛高的現象，建議改進工藝或適當添加除泡劑。

（7）對液位波動較大的量水堰槽，可以采用在行近段加裝擋板等形式改進工藝結構，穩定液位。

（8）儀表故障或堰槽老化損壞需要維修、更換時，需要先進行報批，記錄維修前的各項關鍵參數，其后委托具有相關資質的技術人員進行操作，最后需要經再次進行檢定或校準后方能重新投入使用。

3.2 人員、制度管理方面

人員管理方面，對于儀表管理方（用戶或用戶委托的儀表管理方），需要認真落實計量工作崗位責任制，明確工作職責。通過培訓使相關計量管理人員和檢測人員了解明渠堰槽流量計的原理，掌握影響流量計安裝及管理中的不規范因素，以便及時發現流量計的故障，以更好地保證流量計的正常工作。

對于委托檢測方（第三方），應嚴格安裝相應檢定規程或技術規范，按照公平公正的原則開展工作，不得弄虛作假。

4 ?結語

該文依據JJG711-1990《明渠堰槽流量計檢定規程》中的流量計技術要求和檢定方法，結合作者工作實踐經驗中對明渠堰槽流量計的安裝及管理中的不規范方面，提出推進流量計管理規范化的措施，以確保流量計使用中的穩定性及計量的準確性。進一步推進管理規范化，對響應國家節能減排政策措施、切實加強企事業單位計量管理有積極作用。

參考文獻

[1] 彭儒武，張昕，王春堂，等.薄壁堰的研究現狀及其在水利工程中的應用[J].山東農業大學學報：自然科學版，2004，35（4）：625-628.

[2] 朱學峰，李燕，黃道平.污水處理過程的控制與優化綜述[J].自動化與信息工程，2009，30（3）：7-13.

[3] 鐘江.超聲波明渠流量計的原理及其應用[J].甘肅水利水電技術，2010，46（6）：37-38.