[摘要(yao)]在供(gong)水系(xi)統計(ji)量中(zhong),工業流量測量(liang)普遍存在(zai)着大(da)管徑、大流量測量困(kun)難的(de)問題(ti),機械(xie)式水表使(shi)用較多，大(da)管徑流量(liang)的水(shui)表存(cun)在(zai)誤(wu)差較(jiao)大,計量不(bu)準，無(wu)校驗(yan)手(shou)段(duan)。本文(wen)探讨(tao)在(zai)供(gong)水大(da)口徑(jing)管(guan)道(dao)中應(ying)用超聲波(bo)流量(liang)計，并對該性能(neng)進行(hang)分(fen)析(xi)對比，提高(gao)供水計量(liang)的正确率(lü)。分别(bie)選用MF-G2和TDS-100型插入(ru)式超(chao)聲波(bo)流量計 ，在現場應用(yong)，效果較好，精度(du)達到(dao)1%。
1超聲(sheng)波流(liu)量計(ji)的工(gong)作原理及性能(neng)
11工作(zuo)原理(li)
　　超聲(sheng)波流(liu)量計是(shi)通過測(ce)量超聲波(bo)在流體中順流(liu)和逆(ni)流傳播的(de)時間(jian)差測(ce)量(liang)流量。流(liu)量和(he)傳(chuan)播時間(jian)差具(ju)有以下關(guan)系，
Q=K_t/T2
Q一一流量
K一(yi)一标(biao)定常數
_t一(yi)一時間(jian)差(cha)
T一一(yi)平均(jun)傳(chuan)送時間(jian)
超聲波頻率約爲1MHz。
12超(chao)聲波流量(liang)計的(de)構成
　　超聲(sheng)波流(liu)量計由超(chao)聲波(bo)換(huan)能器、電(dian)子線(xian)路(lu)及流量(liang)顯示(shi)和累(lei)積系(xi)統三(san)部(bu)分(fen)組成(cheng)。超聲波發(fa)射換能器(qi)将電能轉(zhuan)換爲(wei)超(chao)聲(sheng)波能量，并(bing)将(jiang)其(qi)發射(she)到被(bei)測流體.中,接收器接(jie)收到(dao)的超聲(sheng)波(bo)信号(hao),經電子線路放(fang)大并(bing)轉換(huan)爲代(dai)表流量(liang)的電信(xin)号供(gong)給顯示和(he)積算儀表進行(hang)顯示(shi)和積算。實(shi)現流(liu)量(liang)的檢測(ce)和顯示。
13插(cha)入式(shi)超聲波流量計(ji)的特點
　　測(ce)量管(guan)内無(wu)活(huo)動部件(jian)和阻流(liu)元(yuan)件，無附加壓力(li)損失(shi);測量過程(cheng)與液(ye)體的(de)溫(wen)度、密度(du)、壓力及導電無關;可(ke)采用不停(ting)水深(shen)入管(guan)壁内(nei)安裝(zhuang)方(fang)式(shi);不接(jie)觸流量(liang)測(ce)量儀(yi)表,測(ce)量過(guo)程傳(chuan)感器(qi)元(yuan)件不接(jie)觸被(bei)測(ce)流(liu)體,不(bu)阻流，無(wu)腐蝕，壽(shou)命長。不(bu)受雜散(san)點信(xin)号幹(gan)擾;檢定周(zhou)期爲三年(nian),其它流量(liang)計一(yi)般爲(wei)半年或一(yi)年插入式(shi)傳感(gan)器流量計(ji),主要(yao)技術(shu)特點(dian)是不(bu)使用(yong)耦合劑,被(bei)測管道内壁垢對測(ce)量無影響(xiang)，測量精度(du)達到(dao)1級，安裝是(shi)将聲(sheng)頭插入至(zhi)被測管道(dao)内部，從内(nei)壁看(kan)大約露出5mm左右(you)，不阻流，不(bu)增加管道(dao)的壓(ya)力損失(shi)。聲頭帶(dai)有防護(hu)罩(zhao),用于(yu)能量(liang)轉(zhuan)換(電聲(sheng)相互轉(zhuan)換(huan))的壓(ya)電陶(tao)瓷通過該(gai)報護罩向(xiang)被測(ce)液體發射和接(jie)收聲(sheng)波(bo)信(xin)号，該(gai)報護罩(zhao)起(qi)到了(le)抗沖擊、防(fang)腐、耐磨作用，并具有(you)良好(hao)的透(tou)聲性(xing)能。
2超(chao)聲波流量(liang)計的選(xuan)型(xing)
　　在黃(huang)山水廠(chang)進(jin)水總(zong)管(800mm)、雙河(he)水(shui)廠進(jin)廠水(shui)總管(700m)、井樓(lou)大口徑出(chu)水管(guan)(426nm)，水質較(jiao)好,流量(liang)穩定(ding),因此(ci)選用不帶(dai)測量(liang)管在(zai)原有管道(dao)上直接安(an)裝(zhuang),選(xuan)用球(qiu)閥切(qie)斷式(shi)插入探頭(tou),轉(zhuan)換(huan)器安(an)裝形式(shi)分(fen)體式(shi)結構(gou).
3現(xian)場安裝(zhuang)
31Z法探(tan)頭(tou)安裝.
　　插入式(shi)超聲(sheng)波流(liu)量計選用傳播速度(du)差法(fa)，探頭(tou)采用(yong)Z法透過法),探頭(tou)安裝(zhuang)選用(yong)Z法，超聲波在管(guan)道中直接傳輸(shu),沒有折射(she)，信号(hao)衰耗小，可測管(guan)井範圍爲50mm-6000mrn;Z法安(an)裝如(ru)圖1.

3.2插(cha)入式(shi)傳感器的安裝(zhuang)方式
　　插入式傳(chuan)感器的(de)安(an)裝方式主要W型(xing)、Z型、1型(xing)、V型四(si)種。W型(xing)安裝方式(shi)适(shi)用(yong)于DN50~300毫(hao)米的管道(dao),采用(yong)該方(fang)式(shi)可以延(yan)長聲(sheng)路(lu)的(de)長度(du),提高測量(liang)精度(du)。Z型安裝方式适(shi)用于(yu)DN300mn以上(shang)的大(da)口徑(jing)管(guan)道(dao),兩傳感器(qi)之間爲直(zhi)線傳(chuan)播(bo)路(lu)徑，信(xin)号損(sun)失(shi)最少，對(dui)流體(ti)的穩定性要求(qiu)較(jiao)W型要高(gao)。
4波流量(liang)計(ji)安裝(zhuang)條件
①測量管内(nei)必須始終(zhong)充滿(man)被測液(ye)體(ti)。日傳(chuan)感器(qi)探頭(tou)軸線處于(yu)水(shui)平位置(zhi),插入式傳感.器安裝(zhuang)時應(ying)盡可(ke)能在(zai)管(guan)道側面(mian)的正(zheng)側線上，以(yi)避開(kai)上端(duan)的氣(qi)泡或(huo)底(di)部的沉(chen)澱物(wu)一般應安(an)裝在水平、傾斜(xie)或垂(chui)直(zhi)的(de)管道中，垂(chui)直管(guan)道應(ying)選擇(ze)流動(dong)自下而上的(de)管(guan)段，以(yi)防止測量(liang)點出(chu)現非(fei)滿(man)管流情(qing)況。
③測量管(guan)前後(hou)要有一定距離(li)的直(zhi)管段,上遊(you)側大于10DD爲(wei)管道(dao)直徑)，下遊(you)側3~5D。
④流(liu)量計(ji)遠(yuan)離強電(dian)磁場。
傳感器和轉換(huan)器(qi)接地電(dian)阻小(xiao)于10歐(ou)。
⑥被測(ce)管道(dao)的内壁不(bu)應有嚴重(zhong)的結(jie)垢、鏽(xiu)蝕。結垢.鏽(xiu)蝕層(ceng)表面(mian)粗糙(cao)，影響(xiang)管道内徑(jing)的确(que)定尺(chi)寸，這(zhe)一尺(chi)寸(cun)變化1%将(jiang)引起(qi)體積(ji)流量2%的誤(wu)差(cha)。選擇無(wu)結垢、無鏽(xiu)蝕管段作爲(wei)測量點(dian),是儀表測(ce)量精(jing)度的保(bao)證。
⑦被測(ce)流體爲紊(wen)流狀态超(chao)聲波流量(liang)計量測量(liang)的流(liu)速範(fan)圍在0~15ny/s從層(ceng)流到(dao)紊流(liu)僅表(biao)系數(shu)有較大的(de)變.化，規定(ding)僅表(biao)的最低流(liu)速，以(yi)保證儀(yi)表(biao)性能(neng)的正(zheng)常發(fa)揮。
5結(jie)論
①節約能(neng)源。僅(jin)表安(an)裝後，不産(chan)生壓力(li)損(sun)失，也(ye)不會幹擾流體(ti)，是一種理想的(de)節能(neng)儀(yi)表，尤其(qi)是在大流(liu)量計(ji)量時，節能效果(guo)更加顯(xian)著。
适用(yong)性強(qiang)。大多數流(liu)量計(ji)都有(you)口徑相配用(yong)的(de)要求(qiu)，口徑(jing)變(bian)化時必(bi)須更(geng)換(huan)相應口(kou)徑僅(jin)表。而插入式超聲波(bo)流量(liang)計對(dui)不(bu)同(tong)管徑(jing)不同(tong)流(liu)量(liang)範圍(wei)都可(ke)以适(shi)用。
③性(xing)價比(bi)高該種流(liu)量計的價格基(ji)本上(shang)不(bu)随(sui)被測(ce)管徑(jing)增(zeng)大(da)而增(zeng)加，管徑越(yue)大其(qi)性價比越高。
④安(an)裝維護方便僅(jin)需在(zai)管道(dao)上開(kai)出與(yu)傳感器相(xiang)對應的孔(kong)和焊(han)接上(shang)安(an)裝座即(ji)可以安(an)裝，并且能帶(dai)壓裝入和(he)拆出(chu)，方(fang)便維護(hu)。
解決(jue)大口徑計(ji)量難(nan)題(ti)其(qi)它流(liu)量計目(mu)前最大(da)口徑(jing)在1~3m更(geng)大口(kou)徑計量(liang)尚無僅(jin)表可選(xuan)。而(er)插入(ru)式超(chao)聲(sheng)波流量(liang)計可計量(liang)口徑(jing)達5~10m是(shi)大口徑計(ji)量的唯一(yi)選擇。

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