水電站生態(tài)流量的泄放涉及測流裝置（流量計）。水流量計根據(jù)工作原理有很多種，選型時需要根據(jù)實際工況來選擇隨適合的流量計。大躍儀表匯總了部分水流量計的工作原理。

    1 電磁流量計

    電磁流量計測量原理是基于法拉第電磁感應(yīng)規(guī)律。流量計的測量管是一內(nèi)襯絕緣材料的非導(dǎo)磁合金短管。兩只電極沿管徑方向穿通管壁固定在測量管上。其電極頭于襯里內(nèi)表面基本齊平。勵磁線圈由雙向方波脈沖勵磁時，將在與測量管軸線垂直的方向上產(chǎn)生一磁通量密度為 B 的工作磁場。此時，如果具有一定電導(dǎo)率的流體流經(jīng)測量管，將切割磁力線感應(yīng)出電動勢 E。電動勢 E 正比于磁通量密度 B，測量管內(nèi)徑 d 與平均流速 V的乘積、電動勢 E（流量信號）由電極檢出并通過電纜送至轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器將流量信號放大處理后，可顯示流體流量，并能輸出脈沖，模擬電流信號，用于流量的測量和控制。

    式中：

    E---------為電極間的信號電壓（v）

    B---------磁通密度（T）

    d---------測量管內(nèi)徑(m)

    V--------平均流速（m/s）

    K---------常數(shù)

    由于 K 為常數(shù)，勵磁電流是恒流的，故 B 也是常數(shù)，則由（1-1）式可知，體積流量 Q 與信號電壓 E 成正比，即流速感應(yīng)的信號電壓 E 與體積流量 Q 成線性關(guān)系。因此，只要測量出 E 就可確定流量 Q，這就是電磁流量計的基本工作原理。

    由式可知，被測流體介質(zhì)的溫度、密度、壓力、導(dǎo)電率、液固兩相流體介質(zhì)的液固成分比等參數(shù)不會影響測量結(jié)果。至于流動狀態(tài)只要符合軸對稱流動（如層流或紊流）就不會影響測量結(jié)果的。因此說電磁流量計是一種真正的體積流量計。

    電磁流量計是根據(jù)法拉弟電磁感應(yīng)定律制成的一種測量導(dǎo)電性液體的儀表。

    電磁流量計有一系列優(yōu)良特性，可以解決其它流量計不易應(yīng)用的問題，如臟污流、腐蝕流的測量。

    2 液體渦輪流量計

    流體通過傳感器殼體時，由于葉輪的葉片與流向有一定的角度，流體的沖力使葉片具有轉(zhuǎn)動力矩，克服摩擦力矩和流體阻力之后葉片旋轉(zhuǎn)，在力矩平衡后轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，在一定的條件下，轉(zhuǎn)速與流速成正比，由于葉片有導(dǎo)磁性，它處于信號檢測器（由永久磁鋼和線圈組成）的磁場中，旋轉(zhuǎn)的葉片切割磁力線，周期性的改變著線圈的磁通量，從而使線圈兩端感應(yīng)出電脈沖信號，此信號經(jīng)過放大器的放大整形，形成有一定幅度的連續(xù)的矩形脈沖波，可傳至顯示儀表，顯示出流體的瞬時流量或累積流量。

    在一定的流量范圍內(nèi)，脈沖頻率 f 與流經(jīng)傳感器的流體的瞬時流量 Q 成正比，流量方程為： 

    式中 qv —— 流體的瞬時流量（工作狀態(tài)下）m3/h ；

    f —— 脈沖頻率，Hz； 

    K —— 傳感器的儀表系數(shù) m-3 ，由校驗單給出。 

    每臺傳感器的儀表系數(shù)由我公司填寫在檢定證書中，K 值設(shè)入配套的顯示儀表中，便可顯示出瞬時流量和累積總量。

    液體渦輪流量計，是速度式流量計中的主要種類，它采用多葉片的轉(zhuǎn)子（渦輪）感受流體平均流速，從而推導(dǎo)出流量或總量的儀表。一般它由傳感器和顯示儀兩部分組成，也可做成整體式。

    3 渦街流量計

    在流體中設(shè)置非流線型旋渦發(fā)生體（阻流體），則從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生兩列有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡曼渦街。

    旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱地排列。設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為 f，被測介質(zhì)來流的平均速度為 V，旋渦發(fā)生體迎流面寬度為 d，表體通徑為 D，根據(jù)卡曼渦街原理，有如下關(guān)系式:

    f=StV/d   公式(1)

    式中：

    f－發(fā)生體一側(cè)產(chǎn)生的卡門旋渦頻率

    St－斯特羅哈爾數(shù)（無量綱數(shù)）

    V－流體的平均流速

    d－旋渦發(fā)生體的寬度

    由此可見，通過測量卡門渦街分離頻率便可算出瞬時流量。其中,斯特羅哈爾數(shù)（St）是無因次未知數(shù)，圖（二）表示斯特羅哈爾數(shù)（St）與雷諾數(shù)（Re）的關(guān)系。

    在曲線表中 St＝0.17 的平直部分，漩渦的釋放頻率與流速成正比,即為渦街流量傳感器測量范圍度。只要檢測出頻率 f 就可以求得管內(nèi)流體的流速，由流速 V 求出體積流量。所測得的脈沖數(shù)與體積量之比，稱為儀表常數(shù)（K），見式（2）

    K＝N/Q（1/m3）   公式（2）

    式中：K＝儀表常數(shù)（1/m3）。

    N＝脈沖個數(shù)

    Q＝體積流量（m3）

    渦街流量計是在流體中安放一根非流線型游渦發(fā)生體，流體在發(fā)生體兩側(cè)交替地分離釋放出兩串規(guī)則地交錯排列的游渦的儀表。渦街流量計按頻率檢出方式可分為：應(yīng)力式、應(yīng)變式、電容式、熱敏式、振動體式、光電式及超聲式等。

    4 超聲波流量計

    超聲波流量計是通過檢測流體流動對超聲束（或超聲脈沖）的作用以測量流量的儀表。根據(jù)對信號檢測的原理超聲流量計可分為傳播速度差法（直接時差法、時差法、相位差法和頻差法）、波束偏移法、多普勒法、互相關(guān)法、空間濾法及噪聲法等。

    超聲流量計和電磁流量計一樣，因儀表流通通道未設(shè)置任何阻礙件，均屬無阻礙流量計，是適于解決流量測量困難問題的一類流量計，特別在大口徑流量測量方面有較突出的優(yōu)點。

    5 金屬轉(zhuǎn)子流量計

    金屬轉(zhuǎn)子流量計由兩個部件組成，一是從下向上逐漸擴大的錐形管；二是置于錐形管中且可以沿管的中心線上下自由移動的轉(zhuǎn)子。當(dāng)測量流體的流量時，被測流體從錐形管下端流入，這時作用在轉(zhuǎn)子上的力有三個：流體對轉(zhuǎn)子的動壓力、轉(zhuǎn)子在流體中的浮力和轉(zhuǎn)子自身的重力。

    對于給定的轉(zhuǎn)子流量計，轉(zhuǎn)子大小和形狀己經(jīng)確定，因此它在流體中的浮力和自身重力都是已知是常量，唯有流體對浮子的動壓力是隨來流流速的大小而變化的。因此當(dāng)來流流速變大或變小時，轉(zhuǎn)子將作向上或向下的移動，相應(yīng)位置的流動截面積也發(fā)生變化，直到流速變成平衡時對應(yīng)的速度，轉(zhuǎn)子就在新的位置上穩(wěn)定。對于一臺給定的轉(zhuǎn)子流量計，轉(zhuǎn)子在錐管中的位置與流體流經(jīng)錐管的流量的大小成一一對應(yīng)關(guān)系。

    6 明渠流量計

    與前述幾種不同，明渠流量計是在非滿管狀敞開渠道測量自由表面自然流的流量儀表。

    明渠流量計的工作原理是利用明渠技術(shù)，通過測量流體液位高度，再經(jīng)過儀器內(nèi)部的微處理器運算得到流量。由于是非接觸測量，明渠流量計能在較惡劣的環(huán)境中應(yīng)用。明渠流量計在微機控制下，發(fā)射和接受明渠，根據(jù)傳輸時間計算出明渠流量計距被測液面的距離，從而得到液位高度，由于該液位與流量之間有一定的比例關(guān)系，因此可根據(jù)計算公式得到液體流量Q。