在明渠中設(shè)置適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)堰或槽，只需在一定位置測出液位，因液位與堰或槽所流出的液體體積流量成正值線性關(guān)系，通過相應(yīng)計算公式，即可算出液體的瞬時和累積流量。對于半滿管的或渠中的液體，必須給出截面積(或液位)和平均流速才能算出流量。

超聲波液位測量方法可用如圖1所示來說明。目前國內(nèi)外普遍采用超聲回波法。由超聲換能器向液面垂直發(fā)射聲脈沖，聲波遇液面返回，被同一換能器所接收，經(jīng)放大電路放大后，由一閾值電路檢測出第一個回波周期到達(dá)的時間與發(fā)射脈沖間的時間間隔t，

圖1超聲回波測量液位

公式1

式中， c為空氣中的聲速， c=331.4十0.6Tm/s， T為攝氏溫度， 331.4m/s為O°C時的聲速。

于是，液位H=h-l。超聲波液位計所使用的超聲換能器工作頻率為50~200kHz；量程為O.2~(5~10) m；精確度為(0.25~0.5)%FS_o一般來說，各種明渠所測量的流量范圍很廣，但是測量精確度都不高，約為2%~5%，這是由于堰、槽等的形狀、尺寸、液位值、流速值的誤差，不可避免。

明渠超聲波流量計主要應(yīng)用范圍:

①引水/輸水工程；②雨水排放監(jiān)測；③排污監(jiān)測；④水利工程；⑤灌溉等。

一、明渠超聲波流量計(堰和槽)

超聲波液位計與堰或槽相組合構(gòu)成了明渠超聲波流量計。當(dāng)流過堰、槽液體為自由流態(tài)，其上游液位H與流量成單值關(guān)系，即

公式2

圖2三角形缺口薄壁堰

表1三角形缺口薄壁堰參數(shù)

不同規(guī)格的槽或堰n、K值是不一樣的。使用和設(shè)計槽或堰必須參閱"明渠堰槽流量計檢定規(guī)程"(JJG 211-90)。這里僅給出一些三角形缺口薄壁堰、矩形缺口薄壁堰、等寬薄壁堰和巴歇爾槽的基本尺寸和K、n值，分別見表2~表6以及圖3~圖6。表6列出了各種槽堰可以測量的流量范圍。

圖3等寬薄壁堰

圖4矩形缺口薄壁堰

表2矩形缺口薄壁堰參數(shù)

表3等寬薄壁堰參數(shù)

圖5巴歇爾槽

表4巴歇爾槽參數(shù)

表5各種各種堰槽的流量范圍

二、超聲波非滿管(渠)流量計

利用超聲波法測量非滿管(渠)的流量，無需堰和槽，必須測出液位和平均流速，如圖4.24所示。所采用的方法可見表4.17。

圖6超聲波非滿管（渠）流量計

表6超聲波非滿管（渠）流量的測量方法