超聲波流量計在水利項目上的應用

韓浩

摘要：隨著人們對于水資源的重視程度加深，超聲波流量計的應用越來越廣泛。超聲波流量計可以用來計算水資源的流量，進而促進水資源的節(jié)約，滿足了新時期所提出的節(jié)水優(yōu)先的治理思路。在水利工程中，流量計選擇是否正確，對于其后續(xù)對于水資源的控制以及判斷有重要意義。本文試從超聲波流量計的工作原理特征入手，并對測量過程中的影響因素進行分析，闡述其對于水利工程所起的重要作用。

關(guān)鍵詞：水利工程;超聲波流量計;工作原理;影響因素

最近幾年，隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展，超聲波流量計已經(jīng)逐漸取代以往的傳統(tǒng)機械或者是電磁式流量測量儀，在水利項目中應用更加普遍。當今社會面臨水資源日益短缺的問題，保證對水資源計量的準確性，能夠促進水資源的合理利用。從超聲波流量計自身來說，其采用先進的數(shù)字化處理技術(shù)、多脈沖技術(shù)，使得測量的數(shù)據(jù)更加精準可靠，因此越來越受到人們的關(guān)注。

一、超聲波流量計工作原理及特征

1. 硬件組成

一般情況下來說，超聲波流量計由兩個各部分構(gòu)成，一是傳感器，二是變送器。在測量的過程中，由于介質(zhì)的流動會對聲波造成一定的影響，超聲波流量計通過檢測其影響狀況，進而能夠測算出流量的大小。我們常見的超聲波流量計大致可以分為插入式和便攜式兩種。插入式的主要是通過此鉆孔的方式進行安裝，目的是完成固定測量。而便攜式的則可以隨身攜帶，在流量計的內(nèi)部有一個電池，從而連接傳感器，最終完成測量。便攜式的流量計主要適用于移動測量中。

2. 工作原理

在超聲波流量計內(nèi)部，安裝有兩個傳感器，他們之間可以相互接收并且發(fā)射信號。當其測量的流體處于將之狀態(tài)下時，傳感器1向傳感器2發(fā)射信號的時間與傳感器2向傳感器1發(fā)射信號的時間是相同的。但是一旦其測量的流體處于運動狀態(tài)時。由于流動的介質(zhì)對于超聲波產(chǎn)生一定的影響，所以傳感器2向傳感器1發(fā)送信號的時間，會多于傳感器1向傳感器2發(fā)射信號所用的時間。因此在兩個信號傳遞的過程中就會產(chǎn)生差距，進而可以通過公式計量流體的速度。

二、 測量過程中的影響因素

1. 磁場因素

在安裝超聲波流量計的過程中會出現(xiàn)一種情況，即安裝人員不論如何調(diào)整安裝位置或者是安裝方式，都不能收到超聲波信號，因此無法完成對于水利工程的檢測。之所以會產(chǎn)生這樣的現(xiàn)象是因為，超聲波流量計受到了附近磁場的影響，可能在附近安裝有大型電纜，所以存在磁場干擾。當出現(xiàn)此類狀況時，需要另行選址，盡量避免有磁場干擾的地方。

2. 流體溫度造成測量誤差

在超聲波流量計進行測量的過程中，流體溫度會對聲速造成直接的影響，即影響傳感器的信號傳送速度。根據(jù)實際的調(diào)查顯示，由于流體溫度的不同，測量的流量結(jié)果也大不相同。因此在使用超聲波流量計的過程中，應盡量避免流體溫度出現(xiàn)大幅變化，否則會影響最終測得的流量數(shù)據(jù)。

3. 管壁厚度不同造成測量誤差

當超聲波流量計在管道內(nèi)部進行測量時，管壁的厚度會對其流量測量結(jié)果造成一定的影響。通過實際的測量結(jié)果我們能夠發(fā)現(xiàn)，當管壁的厚度增大時，就會使得流量測量結(jié)果的誤差增大。因此在檢測管壁厚度時，同樣需要使用超聲波進行檢測。同時在測量的過程中要考慮到，管壁經(jīng)過長時間的使用會發(fā)生被腐蝕的狀況，因此厚度會發(fā)生一定改變。只有保證各測量參數(shù)的準確性，才能夠確保最終流量數(shù)據(jù)的精確度。

三、 超聲波流量計在水利項目的應用

1. 測量出廠水和銷售水

在以往對于出廠水的計量主要是運用差壓式的流量表，主要的計量方式是，通過計算流體在經(jīng)過此裝置時所產(chǎn)生的壓力差來計算流量的。這樣的流量表安裝簡單，價格較低，因此被廣泛使用。但是差壓式流量表有一個最大的缺點就是測量數(shù)據(jù)不精準，而且壓損大，這樣的測量方式會造成水頭損失。但是使用超聲波流量計就不會出現(xiàn)這樣的狀況，使用其進行測量的過程中能夠減少誤差，并且不會造成水頭的損失。同樣在售水時，超聲波流量計能夠準確的計量水量，減少水資源的消耗，超聲波流量計同樣具有定時打印、累計顯示等功能。正是因為具有這些功能，能夠使超聲波流量計提供更加合理精準的數(shù)據(jù)。

2. 用于城市管網(wǎng)分區(qū)計量

現(xiàn)如今城市供水是一項重要的水利工程，其供水的特點是需要進行多水源供給。在城市供水中，由于各地區(qū)居民用水量不同、供水企業(yè)的出水量存在變化等因素，供水企業(yè)要根據(jù)區(qū)域來確定售水量，因此在供水量上需要分區(qū)供給。要想實現(xiàn)分區(qū)計量，就必須實現(xiàn)對區(qū)域內(nèi)的用水量、供水量、漏失量進行統(tǒng)計。對于傳統(tǒng)的計量設備來說，無法實現(xiàn)此要求。但是超聲波劑量計則不同，它能夠?qū)崿F(xiàn)分區(qū)計量，所以能夠大大降低供水企業(yè)的工作量。

3. 對比在裝流量儀表

以往進行在裝流量儀表對比時，需要將儀表拆卸下來，在校驗臺上進行計量器準確度的對比。但是超聲波流量計則不同，如果使用便攜式的超聲波流量計，就能夠在線匯總這些數(shù)據(jù)進行對比。由此看來，超聲波流量計在水利項目中的應用范圍十分廣泛，只需要根據(jù)實際需求和應用范圍，選擇相對應類型的流量計即可。

四、 結(jié)語

在各水利項目的測量中，需要根據(jù)實際情況，制定相應的測量方案，選擇合適測量儀器。由于超聲波測量計對安裝過程要求很高，所以要求操作人員嚴格按照標準操作。在安裝完成以后，也要加強對于儀器的管理及維修工作，只有這樣才能夠保證測量結(jié)果精準無誤。

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（作者單位：南京南瑞水利水電科技有限公司）