明渠流量計是用于工礦企業渠道、管線供水和污水排放的流量測量儀表。是環境監測系統對污水排放總量控制和排污收費的工具。也可用于水源河流、農業水利灌溉方面的水量、制藥和化工的液位測量等。為了加強對城市排水和企事業單位排水量的管理，需要有統一的排水流量測量方法。為此，參照國際標準ISO 4360-1984 堰槽明渠水流測量——三角形剖面堰等標準，我國制定了城市排水堰槽流量測量技術標準，包括：三角形薄壁堰測流、矩形薄壁堰測流等5種技術標準。

      在我國，明渠流量計大部分引進國外產品，比較昂貴。而國內生產的空氣式明渠流量計，由于超聲波被水面懸浮的泡沫所吸收，無反射回波，導致不能測量。本文作者設計的流量計使用沉人式傳感器，特別適合于表面多泡沫和漂浮物的流量測量。且結構簡單、價格低，在測量精度方面能夠達到工業應用的要求。

      1測量原理

      超聲波自補償明渠流量計采用超聲回波技術，通過測量標準流量堰（槽）的液位高度，由計算機運算得到流量。當被測液體介質通過流量槽（巴歇而槽）或堰（直角三角形缺口薄壁堰、矩形缺口薄壁堰、等寬箔壁堰等）形成自然流動時，以三角形薄壁堰測流為例（由我國制定的技術標準），三角形薄壁堰的形狀見圖1，圖中，α為堰口角，（°）；h 為堰頂水頭，m；P 為堰高，m；hmax，為堰頂***大水頭，m；B 為行進渠道寬度，m；b 為堰口高度，m。

      堰口角的使用范圍為α=20o～100o，常用堰口角α=90o。

      其流量Q與流量槽的水位h有如下關系

      式中Ce為流量系數；g為重力加速度，gn= 9.8 m/s2；he為有效水頭，m。

      當圖1中α=90o時，Ce值由圖2查得。

      he值按下式計算

      he=h+Kh，

      式中h為堰頂水頭，m；Kh為粘滯力和表面張力綜合影響的校正值，m。當α=90o時，Kh為0.00085 m。

      當tg α/2 =1 時，流量公式轉化為

      Q=2.3625 Ceh5/2，

      式中h為液位高度，m