流量測量尤其是明渠便攜式測量一直困擾著工業、市政、水利等領域。盡管許多先進技術在流量測量領域中有較廣泛的應用與業績。但在上述測量方面仍進展不大，也缺乏創新。近年來，國外成功研制出的雷達式流量、計電磁流速與液位復合型傳感器、便攜式電磁流量計等專利產品，能較好地解決明渠流量測量問題。
明渠流量檢測作為流量測量的一大分支，已廣泛應用于給排水、污水處理等行業。它有自身的特點，以污水為例，水處理廠大都在市區。建筑面積有限。難以滿足直渠道前10D，后5D的要求。污水尤其是未經處理的原生污水有腐蝕性，而且含有大量雜物。如泥沙、木片、塑料薄膜等漂浮物；測量范圍大，下雨與晴天、排水高峰與低谷時的流量差異大，均造成測量上的困難。因此，應針對不同的測量對象與要求，結合現場安裝環境條件與經濟狀況等，對明渠流量測量方法的適用性可靠性準確性經濟性等進行評價比較、考察、選型，采用那些新的革命性的測量技術往往能獲得豐厚的技術與經濟效益回報。
一、傳統檢測技術與方法
1、堰式流量計
在明渠中途或末端設置上部有規則缺口的板，流體受阻后在上游形成一個自由表面，水流依靠重力越堰而下，當堰口流出的流量等于渠道中的流量時，水位便穩定在某一高度，并由此可測出渠道中的流量。堰式流量計具有結構簡單加工方便的特點，但應用極少。原因在于：（1）壓力損失較大，且只宜用于窄渠固體雜質少或無沉積物的流體流量檢測，否則堰前易沉積雜物，要定期清理。一般情況下，半個月須清除堰板開口邊緣和變送器膜盒上的結晶、結垢等。（2）雖部分堰已標準化，但原理是非線性的。比例堰可實現線性化但未能標準化，缺乏設計的必要數據。目前只能參考薄壁堰的國際標準（ISO1438/1），而且國內尚無專業廠家批量制造。（3）小流量時，溢流水舌易附著堰的外側造成誤差。（4）安裝調整較復雜：下游水位高時，溢流水形成淹沒狀態，影響測量。因此安裝的出口側要有足夠的排瀉能力：入口側也應略高于堰槽的水頭，以克服沿程阻力；安裝后堰板開孔下緣要調整水平。
2、槽式流量計
帕歇爾水槽與文丘利管相似，由收縮部、喉口部和擴大部組成。水流在喉口部加速，同時，其上游水位抬高，測量喉口部與其上游水位差即可推導出流量。國內從90年代開始研制并應用超聲明渠流量計。即：文丘利槽+超聲波液位計+微機化儀表的整套裝置。這種流量計具有以下特點：水頭損失相對較小，流量范圍較大；水路傾斜度和粗糙度對流量系數影響較??；水中固態物質幾乎不沉積，隨水流排泄；流體的速度和下游水位對測量精確度的影響較小。但存在以下缺點：（1）若流量擴大造成測流水槽溢流時，需重新設計制作，僅加高P槽不能滿足測量精確度的要求（ASME標準中，P槽已有定型尺寸）；（2）水路結構復雜，安裝空間大，土建施工與改造費用很高，上游直渠段要求為10倍以上喉口寬；（3）安裝時水槽高度很重要。太高了上游水位上漲時會造成溢流；太低了下游水位會影響測量。
3、潛水型電磁流量計
在水渠中間安裝一塊隔板，在水下安裝潛水型電磁傳感器，利用帶有喇叭口的孔迫使流體只能從傳感器中流出。其流體流動狀況屬于淹沒孔口流。其流出速度由上下游兩側的液位差來決定的。
潛水型電磁流量計采用PVC塑料制成。重量輕、耐含酸或含堿等污水的腐蝕；比堰式水頭損失?。ㄌЦ咚粸?00~300mm）；大流量時。為降低儀表費用，可并用若干個幾何尺寸、形狀與傳感器相同的分流空管；要求直渠道相對較短（一般為3倍渠寬），可在任意形狀水路安裝；由于流量計采用的是連通的孔流，因而，流量計下游水位變化對測量無影響，特別適用于在易漲水的河口和有潮汐的?？诎惭b。但工業應用不多，緣由在于：（1）安裝較麻煩，而且要求傳感器與分流模型安裝位置應盡可能低。（2）因降雨等流量增加時就會使其溢流或者打開閘門泄流；相反地，若流量過小，上游水位不能滿過傳感器上游端時就要把水渠底部往下挖深再安裝傳感器?；蛘咴谙掠蝹劝惭b堰板使其經常處于滿水狀態。因此不宜用在水位變化大的場合。
4、其他方法
流速-面積法可應用在水位變化不大的情況下，把流速探頭固定在能給出平均流速的水深附近，測量該位置的流速。優點是水頭損失小，可選的流速測量儀表種類多但要獲得準確的測量數據應對下列問題進行必要的研究與解決：（1）必須預先用實驗方法求出取決于水位變化的平均流速與測量流量之比，把這個值通過線性插入法來修正測量的流速值才能以真平均流速輸出。（2）要穩定地測量平均流速則應有相當長的直渠段。故只適用于水路條件平直、流量變動小的大流量測量場合。而最大的問題是沒有一個定義的平均流速點要做水路實驗及計算處理精確度相對較低；如不能保證直渠段則須使用多測量點，以求出幾個水平線上的平均流速。具體選擇幾個測量點應根據水渠大小水流深淺、水位變化情況、測量精確度要求等綜合確定?；蛘卟扇∑叫卸嗦暤溃?個超聲波換能器）測量平均流速。
平均流速公式法從水力學理論出發根據謝才公式只要測出h（宜采用氣介式超聲波液位計）便可不改變流路形狀、不阻礙水及水中懸浮物的流動，實現非接觸式明渠流量測量。這是其最顯著的特點。但還受渠路形狀與流量、液位關系、被測介質中泡沫與木片等漂浮物影響。
可見，上述這兩種測量方法均較繁瑣、精確度較低、通用性差，不適宜于工業在線測量與普及應用。
二、新型檢測技術與方法
1、流速-液位復合傳感器
為了簡化明渠流量的測量，既不攔截渠道、產生不可恢復的壓力損失又便于安裝，減低費用還確保和提升測量精確度，國外近年研制并推廣應用了一種復合型傳感器用于明渠流量測量。其檢測原理是根據Q=V*A方程進行流量計算，即通過液位和管道尺寸換算出液體的實際流通截面積并通過測得的流速計算出平均流速（平均速度的連續計算是準確測量的關鍵），再將平均流速與實際過流面積相乘得出液體流量。為保證測量精確度該流量計設計了液位測量時的溫度影響修正功能（ATCTM）、Q-StickTM安裝環（傳感器安裝工具）。
這種合二為一的流量計使流速-面積法明渠流量測量裝置大為簡化，其扁平的流線型傳感器通過安裝架放在明渠底部或某一合適位置（防止積砂等）。傳感器外殼采用PVC塑料，內有兩個敏感元件。一個是測流速的電磁流量元件（包括線圈和電極），另一個是固態擴散硅應變元件，用來測水壓力（即液位）。該流量計液位測量范圍為0~1524mm至3505mm，精確度為±6.35mm（包含非線性、滯后和速度效應）；流速分辨率0.003m/s測量范圍為0.15~6.1m/s。精確度為±2%R?？捎糜诰_測量方形、圓形和橢圓形渠道中的流量。具有優良的精確度和高可靠性瞬時流量輸出4~20mA（流速、液位4~20mA輔助輸出可增選）。易于連接數據采集系統：一個常閉接點作報警輸出，28V.DC/1A，120V.AC/0.3A；Q-StickTM安裝環，使傳感器安裝極為簡便在充滿雜質的流體中確保測量精確度。
2、雷達流量計
它綜合了成熟的多普勒數字雷達速度傳感和超聲波脈沖反射波測量液位技術，以實現非接觸明渠流量測量。該儀表具有許多顯著特點：
（1）、為用戶提供了在現場高精確度測量大量程流量的方法消除了傳感器浸沒在流體中對流體的干擾以及高濃度固體含量與反射器分布等影響測量精確度的因素。
（2）、測量時不需安裝標準堰、槽，無剖面與輪廓要求在較大流量和多種現場條件下提供高精確度的流量測量安裝時。不必斷流，無需人員與流體接觸。
（3）、可消除因傳感器污穢而造成的堵塞、腐蝕、纖維物質掛住等維修、維護容易?？涩F場替換、拆卸傳感器和監測器可消除因傳感器淹沒所造成的精確度與測量問題從而大大減少因維修而引起的數據丟失現象。
（4）、傳感器安裝工具消除了局部的空間限制，節省昂貴的人力與設備等成本支出；臨時監測時可固定安裝，也可移動應用。非常便利。
（5）、應用范圍廣泛，可解決不同場合、不問類型流體的測量。如環保與市政工程地下水的監測，污水管（下水道）的溢流監測、廢水處理站的中和平衡；企業生產過程明渠液體的流量、槽罐或生產系統溢流監測與控制、未處理污水量與已處理污水的排出量等；適用于高含固量、高溫、低水位、高流速（6m/s）、腐蝕性等流體；可適用于鋼板、木頭、混凝土、玻璃鋼等制成的各種槽體。
其中，雷達式流量計450/460系列的主要技術指標為：流速測量范圍寬達0.23~6.1m/s。精確度為±0.5%：超聲波水位測量范圍為0.6~152cm。精確度為±1.0%（過高液位檢測采用壓敏電阻式）。450型顯示器：采用無源矩陣彩色液晶顯示器，自動顯示記錄。觸摸按鍵操作；2路4~20mA隔離輸出?？蛇x流量、速度、液位的接點報警輸出：工作電源可采用185~264V.AC和18~36V.DC。460型監測儀：數據存儲量64KB（其中速度/液位的數據為16KB），采用RS-232C傳輸（本機終端19.2Kb/s）。12V.DC工作電源I6V標準蓄電池，采樣間隔為15min時可用10個星期）。IP68防水設計，測量操作軟件采用FIow-Ware（基于Windows95/98/2000/Me/NT/XP），便于測量數據存儲與統計分析管理。
3、便攜式
流量測量以前，在對現場某些密閉管道的流量測量數據有疑義或需要進行臨時性檢測時，常用的方法是用時差法和多普勒法超聲流量計。但均存在某些缺陷：（1）盡管兩種流量計有所改善。如時差法可測帶一定懸浮物或氣泡的液體，多普勒法可測量較潔凈的液體，但由于原理上的局限，兩者尚無法完全確保測量的可靠性、穩定性與精確度。（2）許多現場應用經驗表明，由于工業管道長期使用，加上液體的侵蝕與污泥等粘附、沉積，對超聲波的接收與流量的測量將造成極大的影響。（3）而對于明渠流量測量，既沒有實用化、通用化的流量計實現現場檢測。更無法實現現場比對或確認堰、槽式流量計。
MMI公司除了具有密閉管道流量測量的在線，便攜式測量產品268型便攜式插入電磁流量計外，還有兩款用于明渠流量測量的便攜式產品：2000型和260系列（I型、Ⅱ型）。
260系列采用前述的復合型流速、液位傳感器技術，配用傳感器安裝環和操作桿，無需人員安裝；其專有的Auto-Cal特性消除了大部分場合現場標定的需要。因此無需現場標定即可手持進行測量，還可選遙測技術、交流供電與太陽能電池操作等；其附帶的Site-Ware與Plamtop軟件是現場流量數據管理的理想工具。
2000型便攜式流量計用于明渠流量測量與明渠流量計的現場確認。它采用成熟的固態電磁式傳感器技術，當傳感器放入流動的液體中時，其磁場就會產生一個電勢。該電勢被嵌在傳感器中的電極測出并轉換后送給便攜式儀表，在儀表面板上顯示出來。其傳感器具5年品質保證，有較高的精確度和優越的可靠性，既能用于堰、槽明渠流量計與其他一次測量裝置的校準（精確度達±2%R），也能檢測河流、灌溉渠道、下水道、采礦渠道和非滿管自由流動的流體流量測量；可直接替換USGS（美國地質勘探局）型機械儀表具備數據儲存與記憶功能；可測流速范圍：0.15~6m/s，瞬間可讀出流速與流量，可調整濾波方式與兩種數據模式；固定周期（用條形圖顯示時間控制情況）和時間常數；工作電源采用可充電電池或堿性電池，具備節約和自動斷電兩種方式，可連續工作12h以上；傳感器亦可用于滿管測量場合；具備系統自檢功能與防水功能。
