1. 액위측정: 초음파회파거리측정기술

유량계는 초음파 프로브를 통해 고주파 음향 펄스(주파수는 보통 50~200kHz)를 액면에 수직으로 발사하고, 음파는 공기 중 331.4+0.6tm/s(t는 환경온도)의 속도로 전파되며, 액면에 닿으면 프로브를 반사한다.장비는 발사와 수신의 시간차 μt를 측정하여 음속 v와 결합하여 프로브에서 액면까지의 거리 D = v × t/2를 계산한다.예를 들어, 25 ℃ 환경에서 음속은 346.4m/s이고 t 가 1ms이면 액위 높이는 D = 0.1732m입니다.설치 높이 오차를 없애기 위해 장비는 프로브에서"제로 액위"의 기준 거리 L, 최종 액위 H = L-D, 해상도 1mm, 정밀도 ± 3mm까지 미리 설정해야 한다.

2. 유량 환산: 댐 수위-유량 관계 모델

명도의 유량과 액위는 비선형 관계를 가지므로 표준 언조 (예를 들어 바셜조, 삼각댐, 직사각형댐) 를 통해 액위를 유량으로 전환해야 한다.바샬홈을 예로 들면, 그 후두폭 b는 유량 계수를 결정하며, 설비에는 경험 공식 Q = C × H ⁿ (Q는 유량, C는 언조 계수, n은 지수) 이 내장되어 있으며, 실시간 액위 H를 통해 자동으로 유량을 계산한다.예를 들어, 후두 폭 0.3m의 바히르 슬롯은 액위가 0.5m일 때 유량 Q 0.15m³/s이다.비표언조의 경우 현장교정을 통해 액위-류량곡선을 구축하여 측정정밀도를 확보해야 한다.

3. 다채널 기술: 복잡한 흐름 상태 측정 정밀도 향상

대형 도랑에서 물의 흐름에 소용돌이가 존재하거나 유속 분포가 고르지 않을 수 있으며, 이때 다채널 초음파 측정 기술을 사용한다.채널의 다른 높이에 여러 쌍의 프로브를 설치하여 각 채널의 유속을 동시에 측정하고, 가중 평균 알고리즘을 이용하여 단면의 평균 유속을 계산하며, 액위 데이터와 결합하여 유량을 도출한다.이 기술은 측정 오차를 모노채널의 5% 에서 1% 이내로 낮출 수 있으며, 특히 광천형 채널이나 비만관 상태에 적용된다.