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約，滿足了新時期所提出的節水優先的治理思路。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，隨著科學技術的快速發展，超聲波流量計已經逐漸取代以往的傳統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，其采用先進的數字化處理技術、多脈沖技術，使得測量的數據更加精準可靠，因此越來越受到人們的關注。

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成，一是傳感器，二是變送器。在測量的過程中，由于介質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

在超聲波流量計內部，安裝有兩個傳感器，他們之間可以相互接收并且發射信號。當其測量的流體處于將之狀態下時，傳感器1向傳感器2發射信號的時間與傳感器2向傳感器1發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時。由于流動的介質對于超聲波產生一定的影響，所以傳感器2向傳感器1發送信號的時間，會多于傳感器1向傳感器2發射信號所用的時間。因此在兩個信號傳遞的過程中就會產生差距，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一種情況，即安裝人員不論如何調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。之所以會產生這樣的現象是因為，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。根據實際的調查顯示，由于流體溫度的不同，測量的流量結果也大不相同。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大幅變化，否則會影響最終測得的流量數據。

3. 管壁厚度不同造成測量誤差

當超聲波流量計在管道內部進行測量時，管壁的厚度會對其流量測量結果造成一定的影響。通過實際的測量結果我們能夠發現，當管壁的厚度增大時，就會使得流量測量結果的誤差增大。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，管壁經過長時間的使用會發生被腐蝕的狀況，因此厚度會發生一定改變。只有保證各測量參數的準確性，才能夠確保最終流量數據的精確度。

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，通過計算流體在經過此裝置時所產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據不精準，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據。

2. 用于城市管網分區計量

現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，由于各地區居民用水量不同、供水企業的出水量存在變化等因素，供水企業要根據區域來確定售水量，因此在供水量上需要分區供給。要想實現分區計量，就必須實現對區域內的用水量、供水量、漏失量進行統計。對于傳統的計量設備來說，無法實現此要求。但是超聲波劑量計則不同，它能夠實現分區計量，所以能夠大大降低供水企業的工作量。

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據進行對比。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，只需要根據實際需求和應用范圍，選擇相對應類型的流量計即可。

四、 結語

在各水利項目的測量中，需要根據實際情況，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）