论文部分内容阅读
摘要：随着人们对于水资源的重视程度加深，超声波流量计的应用越来越广泛。超声波流量计可以用来计算水资源的流量，进而促进水资源的节约，满足了新时期所提出的节水优先的治理思路。在水利工程中，流量计选择是否正确，对于其后续对于水资源的控制以及判断有重要意义。本文试从超声波流量计的工作原理特征入手，并对测量过程中的影响因素进行分析，阐述其对于水利工程所起的重要作用。
关键词：水利工程;超声波流量计;工作原理;影响因素
最近几年，随着科学技术的快速发展，超声波流量计已经逐渐取代以往的传统机械或者是电磁式流量测量仪，在水利项目中应用更加普遍。当今社会面临水资源日益短缺的问题，保证对水资源计量的准确性，能够促进水资源的合理利用。从超声波流量计自身来说，其采用先进的数字化处理技术、多脉冲技术，使得测量的数据更加精准可靠，因此越来越受到人们的关注。
一、超声波流量计工作原理及特征
1. 硬件组成
一般情况下来说，超声波流量计由两个各部分构成，一是传感器，二是变送器。在测量的过程中，由于介质的流动会对声波造成一定的影响，超声波流量计通过检测其影响状况，进而能够测算出流量的大小。我们常见的超声波流量计大致可以分为插入式和便携式两种。插入式的主要是通过此钻孔的方式进行安装，目的是完成固定测量。而便携式的则可以随身携带，在流量计的内部有一个电池，从而连接传感器，最终完成测量。便携式的流量计主要适用于移动测量中。
2. 工作原理
在超声波流量计内部，安装有两个传感器，他们之间可以相互接收并且发射信号。当其测量的流体处于将之状态下时，传感器1向传感器2发射信号的时间与传感器2向传感器1发射信号的时间是相同的。但是一旦其测量的流体处于运动状态时。由于流动的介质对于超声波产生一定的影响，所以传感器2向传感器1发送信号的时间，会多于传感器1向传感器2发射信号所用的时间。因此在两个信号传递的过程中就会产生差距，进而可以通过公式计量流体的速度。
二、 测量过程中的影响因素
1. 磁场因素
在安装超声波流量计的过程中会出现一种情况，即安装人员不论如何调整安装位置或者是安装方式，都不能收到超声波信号，因此无法完成对于水利工程的检测。之所以会产生这样的现象是因为，超声波流量计受到了附近磁场的影响，可能在附近安装有大型电缆，所以存在磁场干扰。当出现此类状况时，需要另行选址，尽量避免有磁场干扰的地方。
2. 流体温度造成测量误差
在超声波流量计进行测量的过程中，流体温度会对声速造成直接的影响，即影响传感器的信号传送速度。根据实际的调查显示，由于流体温度的不同，测量的流量结果也大不相同。因此在使用超声波流量计的过程中，应尽量避免流体温度出现大幅变化，否则会影响最终测得的流量数据。
3. 管壁厚度不同造成测量误差
当超声波流量计在管道内部进行测量时，管壁的厚度会对其流量测量结果造成一定的影响。通过实际的测量结果我们能够发现，当管壁的厚度增大时，就会使得流量测量结果的误差增大。因此在检测管壁厚度时，同样需要使用超声波进行检测。同时在测量的过程中要考虑到，管壁经过长时间的使用会发生被腐蚀的状况，因此厚度会发生一定改变。只有保证各测量参数的准确性，才能够确保最终流量数据的精确度。
三、 超声波流量计在水利项目的应用
1. 测量出厂水和销售水
在以往对于出厂水的计量主要是运用差压式的流量表，主要的计量方式是，通过计算流体在经过此装置时所产生的压力差来计算流量的。这样的流量表安装简单，价格较低，因此被广泛使用。但是差压式流量表有一个最大的缺点就是测量数据不精准，而且压损大，这样的测量方式会造成水头损失。但是使用超声波流量计就不会出现这样的状况，使用其进行测量的过程中能够减少误差，并且不会造成水头的损失。同样在售水时，超声波流量计能够准确的计量水量，减少水资源的消耗，超声波流量计同样具有定时打印、累计显示等功能。正是因为具有这些功能，能够使超声波流量计提供更加合理精准的数据。
2. 用于城市管网分区计量
现如今城市供水是一项重要的水利工程，其供水的特点是需要进行多水源供给。在城市供水中，由于各地区居民用水量不同、供水企业的出水量存在变化等因素，供水企业要根据区域来确定售水量，因此在供水量上需要分区供给。要想实现分区计量，就必须实现对区域内的用水量、供水量、漏失量进行统计。对于传统的计量设备来说，无法实现此要求。但是超声波剂量计则不同，它能够实现分区计量，所以能够大大降低供水企业的工作量。
3. 对比在装流量仪表
以往进行在装流量仪表对比时，需要将仪表拆卸下来，在校验台上进行计量器准确度的对比。但是超声波流量计则不同，如果使用便携式的超声波流量计，就能够在线汇总这些数据进行对比。由此看来，超声波流量计在水利项目中的应用范围十分广泛，只需要根据实际需求和应用范围，选择相对应类型的流量计即可。
四、 结语
在各水利项目的测量中，需要根据实际情况，制定相应的测量方案，选择合适测量仪器。由于超声波测量计对安装过程要求很高，所以要求操作人员严格按照标准操作。在安装完成以后，也要加强对于仪器的管理及维修工作，只有这样才能够保证测量结果精准无误。
参考文献：
[1]颜一凡，刘勇，龔峰.便携式超声波流量计在管线测量中的应用[J].中国计量，2010，（3）：106- 107.
[2]赵育.超声波流量计在水库供水中的应用与维护[J].吉林水利，2016（01）.
[3] 李长奇，马晶.超声波流量计新技术—线性时间放大法 [A]. 第十三届中国科协年会第10分会场-节能减排战略与测控技术发展学术研讨会论文集 [C]，2011.
[4]何明武，张民理.超声波流量计测量误差分析与校验[A]. 企业计量测试与质量管理——中国科协 2005 年学术年会论文 集 [C].2005.
（作者单位：南京南瑞水利水电科技有限公司）
关键词：水利工程;超声波流量计;工作原理;影响因素
最近几年，随着科学技术的快速发展，超声波流量计已经逐渐取代以往的传统机械或者是电磁式流量测量仪，在水利项目中应用更加普遍。当今社会面临水资源日益短缺的问题，保证对水资源计量的准确性，能够促进水资源的合理利用。从超声波流量计自身来说，其采用先进的数字化处理技术、多脉冲技术，使得测量的数据更加精准可靠，因此越来越受到人们的关注。
一、超声波流量计工作原理及特征
1. 硬件组成
一般情况下来说，超声波流量计由两个各部分构成，一是传感器，二是变送器。在测量的过程中，由于介质的流动会对声波造成一定的影响，超声波流量计通过检测其影响状况，进而能够测算出流量的大小。我们常见的超声波流量计大致可以分为插入式和便携式两种。插入式的主要是通过此钻孔的方式进行安装，目的是完成固定测量。而便携式的则可以随身携带，在流量计的内部有一个电池，从而连接传感器，最终完成测量。便携式的流量计主要适用于移动测量中。
2. 工作原理
在超声波流量计内部，安装有两个传感器，他们之间可以相互接收并且发射信号。当其测量的流体处于将之状态下时，传感器1向传感器2发射信号的时间与传感器2向传感器1发射信号的时间是相同的。但是一旦其测量的流体处于运动状态时。由于流动的介质对于超声波产生一定的影响，所以传感器2向传感器1发送信号的时间，会多于传感器1向传感器2发射信号所用的时间。因此在两个信号传递的过程中就会产生差距，进而可以通过公式计量流体的速度。
二、 测量过程中的影响因素
1. 磁场因素
在安装超声波流量计的过程中会出现一种情况，即安装人员不论如何调整安装位置或者是安装方式，都不能收到超声波信号，因此无法完成对于水利工程的检测。之所以会产生这样的现象是因为，超声波流量计受到了附近磁场的影响，可能在附近安装有大型电缆，所以存在磁场干扰。当出现此类状况时，需要另行选址，尽量避免有磁场干扰的地方。
2. 流体温度造成测量误差
在超声波流量计进行测量的过程中，流体温度会对声速造成直接的影响，即影响传感器的信号传送速度。根据实际的调查显示，由于流体温度的不同，测量的流量结果也大不相同。因此在使用超声波流量计的过程中，应尽量避免流体温度出现大幅变化，否则会影响最终测得的流量数据。
3. 管壁厚度不同造成测量误差
当超声波流量计在管道内部进行测量时，管壁的厚度会对其流量测量结果造成一定的影响。通过实际的测量结果我们能够发现，当管壁的厚度增大时，就会使得流量测量结果的误差增大。因此在检测管壁厚度时，同样需要使用超声波进行检测。同时在测量的过程中要考虑到，管壁经过长时间的使用会发生被腐蚀的状况，因此厚度会发生一定改变。只有保证各测量参数的准确性，才能够确保最终流量数据的精确度。
三、 超声波流量计在水利项目的应用
1. 测量出厂水和销售水
在以往对于出厂水的计量主要是运用差压式的流量表，主要的计量方式是，通过计算流体在经过此装置时所产生的压力差来计算流量的。这样的流量表安装简单，价格较低，因此被广泛使用。但是差压式流量表有一个最大的缺点就是测量数据不精准，而且压损大，这样的测量方式会造成水头损失。但是使用超声波流量计就不会出现这样的状况，使用其进行测量的过程中能够减少误差，并且不会造成水头的损失。同样在售水时，超声波流量计能够准确的计量水量，减少水资源的消耗，超声波流量计同样具有定时打印、累计显示等功能。正是因为具有这些功能，能够使超声波流量计提供更加合理精准的数据。
2. 用于城市管网分区计量
现如今城市供水是一项重要的水利工程，其供水的特点是需要进行多水源供给。在城市供水中，由于各地区居民用水量不同、供水企业的出水量存在变化等因素，供水企业要根据区域来确定售水量，因此在供水量上需要分区供给。要想实现分区计量，就必须实现对区域内的用水量、供水量、漏失量进行统计。对于传统的计量设备来说，无法实现此要求。但是超声波剂量计则不同，它能够实现分区计量，所以能够大大降低供水企业的工作量。
3. 对比在装流量仪表
以往进行在装流量仪表对比时，需要将仪表拆卸下来，在校验台上进行计量器准确度的对比。但是超声波流量计则不同，如果使用便携式的超声波流量计，就能够在线汇总这些数据进行对比。由此看来，超声波流量计在水利项目中的应用范围十分广泛，只需要根据实际需求和应用范围，选择相对应类型的流量计即可。
四、 结语
在各水利项目的测量中，需要根据实际情况，制定相应的测量方案，选择合适测量仪器。由于超声波测量计对安装过程要求很高，所以要求操作人员严格按照标准操作。在安装完成以后，也要加强对于仪器的管理及维修工作，只有这样才能够保证测量结果精准无误。
参考文献：
[1]颜一凡，刘勇，龔峰.便携式超声波流量计在管线测量中的应用[J].中国计量，2010，（3）：106- 107.
[2]赵育.超声波流量计在水库供水中的应用与维护[J].吉林水利，2016（01）.
[3] 李长奇，马晶.超声波流量计新技术—线性时间放大法 [A]. 第十三届中国科协年会第10分会场-节能减排战略与测控技术发展学术研讨会论文集 [C]，2011.
[4]何明武，张民理.超声波流量计测量误差分析与校验[A]. 企业计量测试与质量管理——中国科协 2005 年学术年会论文 集 [C].2005.
（作者单位：南京南瑞水利水电科技有限公司）