[摘要]在供水系統(tǒng)計(jì)量中,工業(yè)流量測(cè)量普遍存在著大管徑、大流量測(cè)量困難的問(wèn)題,機(jī)械式水表使用較多，大管徑流量的水表存在誤差較大,計(jì)量不準(zhǔn)，無(wú)校驗(yàn)手段。本文探討在供水大口徑管道中應(yīng)用超聲波流量計(jì)，并對(duì)該性能進(jìn)行分析對(duì)比，提高供水計(jì)量的正確率。分別選用MF-G2和TDS-100型插入式超聲波流量計(jì)，在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，效果較好，精度達(dá)到1%。
1超聲波流量計(jì)的工作原理及性能
11工作原理
　　超聲波流量計(jì)是通過(guò)測(cè)量超聲波在流體中順流和逆流傳播的時(shí)間差測(cè)量流量。流量和傳播時(shí)間差具有以下關(guān)系，
Q=K_t/T2
Q一一流量
K一一標(biāo)定常數(shù)
_t一一時(shí)間差
T一一平均傳送時(shí)間
超聲波頻率約為1MHz。
12超聲波流量計(jì)的構(gòu)成
　　超聲波流量計(jì)由超聲波換能器、電子線路及流量顯示和累積系統(tǒng)三部分組成。超聲波發(fā)射換能器將電能轉(zhuǎn)換為超聲波能量，并將其發(fā)射到被測(cè)流體.中,接收器接收到的超聲波信號(hào),經(jīng)電子線路放大并轉(zhuǎn)換為代表流量的電信號(hào)供給顯示和積算儀表進(jìn)行顯示和積算。實(shí)現(xiàn)流量的檢測(cè)和顯示。
13插入式超聲波流量計(jì)的特點(diǎn)
　　測(cè)量管內(nèi)無(wú)活動(dòng)部件和阻流元件，無(wú)附加壓力損失;測(cè)量過(guò)程與液體的溫度、密度、壓力及導(dǎo)電無(wú)關(guān);可采用不停水深入管壁內(nèi)安裝方式;不接觸流量測(cè)量?jī)x表,測(cè)量過(guò)程傳感器元件不接觸被測(cè)流體,不阻流，無(wú)腐蝕，壽命長(zhǎng)。不受雜散點(diǎn)信號(hào)干擾;檢定周期為三年,其它流量計(jì)一般為半年或一年插入式傳感器流量計(jì),主要技術(shù)特點(diǎn)是不使用耦合劑,被測(cè)管道內(nèi)壁垢對(duì)測(cè)量無(wú)影響，測(cè)量精度達(dá)到1級(jí)，安裝是將聲頭插入至被測(cè)管道內(nèi)部，從內(nèi)壁看大約露出5mm左右，不阻流，不增加管道的壓力損失。聲頭帶有防護(hù)罩,用于能量轉(zhuǎn)換(電聲相互轉(zhuǎn)換)的壓電陶瓷通過(guò)該報(bào)護(hù)罩向被測(cè)液體發(fā)射和接收聲波信號(hào)，該報(bào)護(hù)罩起到了抗沖擊、防腐、耐磨作用，并具有良好的透聲性能。
2超聲波流量計(jì)的選型
　　在黃山水廠進(jìn)水總管(800mm)、雙河水廠進(jìn)廠水總管(700m)、井樓大口徑出水管(426nm)，水質(zhì)較好,流量穩(wěn)定,因此選用不帶測(cè)量管在原有管道上直接安裝,選用球閥切斷式插入探頭,轉(zhuǎn)換器安裝形式分體式結(jié)構(gòu).
3現(xiàn)場(chǎng)安裝
31Z法探頭安裝.
　　插入式超聲波流量計(jì)選用傳播速度差法，探頭采用Z法透過(guò)法),探頭安裝選用Z法，超聲波在管道中直接傳輸,沒(méi)有折射，信號(hào)衰耗小，可測(cè)管井范圍為50mm-6000mrn;Z法安裝如圖1.

3.2插入式傳感器的安裝方式
　　插入式傳感器的安裝方式主要W型、Z型、1型、V型四種。W型安裝方式適用于DN50~300毫米的管道,采用該方式可以延長(zhǎng)聲路的長(zhǎng)度,提高測(cè)量精度。Z型安裝方式適用于DN300mn以上的大口徑管道,兩傳感器之間為直線傳播路徑，信號(hào)損失最少，對(duì)流體的穩(wěn)定性要求較W型要高。
4波流量計(jì)安裝條件
①測(cè)量管內(nèi)必須始終充滿被測(cè)液體。日傳感器探頭軸線處于水平位置,插入式傳感.器安裝時(shí)應(yīng)盡可能在管道側(cè)面的正側(cè)線上，以避開(kāi)上端的氣泡或底部的沉淀物一般應(yīng)安裝在水平、傾斜或垂直的管道中，垂直管道應(yīng)選擇流動(dòng)自下而上的管段，以防止測(cè)量點(diǎn)出現(xiàn)非滿管流情況。
③測(cè)量管前后要有一定距離的直管段,上游側(cè)大于10DD為管道直徑)，下游側(cè)3~5D。
④流量計(jì)遠(yuǎn)離強(qiáng)電磁場(chǎng)。
傳感器和轉(zhuǎn)換器接地電阻小于10歐。
⑥被測(cè)管道的內(nèi)壁不應(yīng)有嚴(yán)重的結(jié)垢、銹蝕。結(jié)垢.銹蝕層表面粗糙，影響管道內(nèi)徑的確定尺寸，這一尺寸變化1%將引起體積流量2%的誤差。選擇無(wú)結(jié)垢、無(wú)銹蝕管段作為測(cè)量點(diǎn),是儀表測(cè)量精度的保證。
⑦被測(cè)流體為紊流狀態(tài)超聲波流量計(jì)量測(cè)量的流速范圍在0~15ny/s從層流到紊流僅表系數(shù)有較大的變.化，規(guī)定僅表的最低流速，以保證儀表性能的正常發(fā)揮。
5結(jié)論
①節(jié)約能源。僅表安裝后，不產(chǎn)生壓力損失，也不會(huì)干擾流體，是一種理想的節(jié)能儀表，尤其是在大流量計(jì)量時(shí)，節(jié)能效果更加顯著。
適用性強(qiáng)。大多數(shù)流量計(jì)都有口徑相配用的要求，口徑變化時(shí)必須更換相應(yīng)口徑僅表。而插入式超聲波流量計(jì)對(duì)不同管徑不同流量范圍都可以適用。
③性價(jià)比高該種流量計(jì)的價(jià)格基本上不隨被測(cè)管徑增大而增加，管徑越大其性價(jià)比越高。
④安裝維護(hù)方便僅需在管道上開(kāi)出與傳感器相對(duì)應(yīng)的孔和焊接上安裝座即可以安裝，并且能帶壓裝入和拆出，方便維護(hù)。
解決大口徑計(jì)量難題其它流量計(jì)目前最大口徑在1~3m更大口徑計(jì)量尚無(wú)僅表可選。而插入式超聲波流量計(jì)可計(jì)量口徑達(dá)5~10m是大口徑計(jì)量的唯一選擇。

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