隨著工農業(yè)和城鄉(xiāng)的快速發(fā)展，水已經(jīng)成為制約經(jīng)濟發(fā)展和影響人民生活的重要商品，為了節(jié)約用水，渠道流量的準確計量就顯得尤為重要。明渠，是一種自由表面（表面上各點受大氣壓強的作用）水流的渠道。根據(jù)它的形成可分為天然明渠和人工明渠。前者如天然河道；后者如人工輸水渠道、運河及未充滿水流的管道等。明渠導流廣泛應用于污水治理流入和排放渠、工礦企業(yè)廢水排放和農田灌溉用渠道、火電廠冷卻水和排放渠等。

明渠測量的方法很多，針對不同的工況和介質可以采用不同測量方法。常用的流量測量方法有：水力學法、物理法、流速面積法等幾種，其中水力學法是根據(jù)流體力學中“水位—流量”的關系，將測得的水位代入水力學公式測量水流量的方法?；谒W法原理的測流方案，在自動化測量儀器中多選擇超聲波明渠流量計，具有非接觸測量、免維護的特點，在明渠測流中得到日益廣泛的應用。

根據(jù)流體力學原理：明渠內的流量越大，液位越高；流量越小，液位越低。另外，一般明渠內水流量大小還與渠道的橫截面積、坡度、粗糙度有關。如果在渠道內安裝幾何尺寸和堰板材料固定的量水堰槽后，流量與液位就建立了確定的對應關系。這樣量水堰槽種類有三角堰、矩形堰和巴歇爾堰槽三種（圖1）。簡言之，水力學法測量流量的原理為：首先測量出量水堰槽內水流的液位，再根據(jù)“水位—流量”的水力學關系公式，求出流量。

一般超聲波明渠流量計由儀表主機和超聲波探頭組成。在測量液位方面，主要采用超聲脈沖回波法即超聲波液位計原理。（摘自超聲波液位計概述）

h=H-S=H-V*t/2

其中  H表示探頭距容器底部的距離；

S表示探頭距離液面的距離；

V為超聲波在空氣中的傳播速度；

t為超聲波的傳播時間

超聲波速度與溫度則采用

V=331.45+0.607T

T表示溫度，單位為℃。

超聲波明渠流量計通常有單聲道、兩聲道和多聲道。由測流速換能器、液位換能器、接線盒、控制器及電纜組成。斷面形狀及聲道布置可如下例圖，

一般而言，各種明渠所測量的流量范圍很廣，測量準確度約為1%—5%，測量準確度主要取決于渠道的尺寸、形狀及截面誤差，平均流速和液位誤差值根據(jù)實際要求通過多聲道布置可控制在較**的范圍內

同時，在使用超聲波流量計測量水流量時明渠上必須要有量水堰槽。選擇量水堰槽的種類，要考慮渠道內流量的大小，以及渠道內水的流態(tài)，是否能形成自由流。應當根據(jù)流量大小選用相應的量水堰槽：流量小于40L /s時，一般使用直角三角堰；40L/s左右則采用巴歇爾槽；流量大于40L/s，渠道內水位落差又較大，可以使用矩形堰。量水堰槽可以用玻璃鋼制作，加工尺寸要準確。其中三角堰矩形堰的堰口是關鍵尺寸，要更加準確。朝向進水一側表面要平滑。巴歇爾槽內尺寸要準確，內表面要平滑，喉道部分是關鍵尺寸，要更準確。

超聲波明渠流量計是由超聲波探頭和量水堰槽配合測量得出的明渠流量信息的計量儀表，具有安裝維護方便，使用壽命長，環(huán)境適應性強，工作穩(wěn)定，測量范圍廣等優(yōu)點。目前廣泛應用與石油、化工、制藥、食品加工等污水排放企業(yè)，對環(huán)境的監(jiān)測保護和污染的治理，也為著環(huán)保型社會起著至關重要的作用。