[摘要]在供水系統(tǒng)計量中,工業(yè)流量測量普遍存在著大管徑、大流量測量困難的問題,機械式水表使用較多，大管徑流量的水表存在誤差較大,計量不準，無校驗手段。本文探討在供水大口徑管道中應(yīng)用超聲波流量計，并對該性能進行分析對比，提高供水計量的正確率。分別選用MF-G2和TDS-100型插入式超聲波流量計，在現(xiàn)場應(yīng)用，效果較好，精度達到1%。
1超聲波流量計的工作原理及性能
11工作原理
超聲波流量計是通過測量超聲波在流體中順流和逆流傳播的時間差測量流量。流量和傳播時間差具有以下關(guān)系，
Q=K_t/T2
Q一一流量
K一一標定常數(shù)
_t一一時間差
T一一平均傳送時間
超聲波頻率約為1MHz。
12超聲波流量計的構(gòu)成
超聲波流量計由超聲波換能器、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)射到被測流體.中,接收器接收到的超聲波信號,經(jīng)電子線路放大并轉(zhuǎn)換為代表流量的電信號供給顯示和積算儀表進行顯示和積算。實現(xiàn)流量的檢測和顯示。
13插入式超聲波流量計的特點
測量管內(nèi)無活動部件和阻流元件，無附加壓力損失;測量過程與液體的溫度、密度、壓力及導電無關(guān);可采用不停水深入管壁內(nèi)安裝方式;不接觸流量測量儀表,測量過程傳感器元件不接觸被測流體,不阻流，無腐蝕，壽命長。不受雜散點信號干擾;檢定周期為三年,其它流量計一般為半年或一年插入式傳感器流量計,主要技術(shù)特點是不使用耦合劑,被測管道內(nèi)壁垢對測量無影響，測量精度達到1級，安裝是將聲頭插入至被測管道內(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。聲頭帶有防護罩,用于能量轉(zhuǎn)換(電聲相互轉(zhuǎn)換)的壓電陶瓷通過該報護罩向被測液體發(fā)射和接收聲波信號，該報護罩起到了抗沖擊、防腐、耐磨作用，并具有良好的透聲性能。
2超聲波流量計的選型
在黃山水廠進水總管(800mm)、雙河水廠進廠水總管(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)場安裝
31Z法探頭安裝.
插入式超聲波流量計選用傳播速度差法，探頭采用Z法透過法),探頭安裝選用Z法，超聲波在管道中直接傳輸,沒有折射，信號衰耗小，可測管井范圍為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聲路的長度,提高測量精度。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，信號損失最少，對流體的穩(wěn)定性要求較W型要高。
4波流量計安裝條件
①測量管內(nèi)必須始終充滿被測液體。日傳感器探頭軸線處于水平位置,插入式傳感.器安裝時應(yīng)盡可能在管道側(cè)面的正側(cè)線上，以避開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)選擇流動自下而上的管段，以防止測量點出現(xiàn)非滿管流情況。
③測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流量計遠離強電磁場。
傳感器和轉(zhuǎn)換器接地電阻小于10歐。
⑥被測管道的內(nèi)壁不應(yīng)有嚴重的結(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。選擇無結(jié)垢、無銹蝕管段作為測量點,是儀表測量精度的保證。
⑦被測流體為紊流狀態(tài)超聲波流量計量測量的流速范圍在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，也不會干擾流體，是一種理想的節(jié)能儀表，尤其是在大流量計量時，節(jié)能效果更加顯著。
適用性強。大多數(shù)流量計都有口徑相配用的要求，口徑變化時必須更換相應(yīng)口徑僅表。而插入式超聲波流量計對不同管徑不同流量范圍都可以適用。
③性價比高該種流量計的價格基本上不隨被測管徑增大而增加，管徑越大其性價比越高。
④安裝維護方便僅需在管道上開出與傳感器相對應(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。
解決大口徑計量難題其它流量計目前最大口徑在1~3m更大口徑計量尚無僅表可選。而插入式超聲波流量計可計量口徑達5~10m是大口徑計量的唯一選擇。
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