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多聲道超聲波流量計在排水管網監測中的應用
發布時間:2022-06-24 08:13:01

為解決排水管網流量監測中的難點與問題,須選用與實際工況相適宜的管網流量計。目前,常見的可檢測非滿管狀態的流量計有多聲道超聲波流量計。

時差法超聲波流量計本質上是以超聲脈沖傳播速度與流體流速進行矢量疊加為基礎,通過測量聲波在順、逆流過程傳播所花時間來確定流體軸向平均流速?;谠撛淼牧髁坑?,目前在工業上應用得較為廣泛。由于單聲道測量受管道參數、流體運動參數變化影響較大,具有一定的局限性,所以用多聲道布置以避免或消除徑向速度分量引入的偏差,增加聲道對測量截面的覆蓋率,是提升流量計測量精度可靠性和穩定性的有效手段。

多聲道超聲波流量計在多層面對流體進行測量,通常采用4到5對傳感器,具有更高的精度,誤差約為±1%,適用于滿管、非滿管的流體情況,也適用于不同管道材料,如金屬、水泥等。同時,配套有儀表井、外部儀表箱及信號裝置,安裝環境相對較好,便于后期維護。

常見的多聲道超聲波流量計分為外夾式和插入式。外夾式多聲道流量計由安裝在管壁上的多對超聲換能器組合而成,每條聲道均過軸中心線,可視為多臺單聲道儀表的疊加。插入式流量計是將換能器直接插入管壁開孔處以測量流體流動,避免了信號在管壁中傳播這一過程,一定程度上提升了流量計計量性能。一般在流道中不同高度位置處平行布置多條聲道,每條聲道測得的線速度可以代表待測截面上相應平行帶內流體的平均速度,然后對各條聲道讀數進行加權平均即可估算出整個流通截面的流量。

上述兩種形式相比,外夾式流量計可以直接在管道外部安裝,或在現狀管網上的閥門井內安裝,無需設置專門的流量計井。在排水管網監測改造項目中,更不容易受到土建條件的制約。但值得注意的是,利用閥門井安裝,外夾式流量計容易受到閥門擾流的干擾,影響測量的精度及穩定性,此外,外夾式要求管道為均質式管材。與外夾式流量計相比,插入式多聲道流量計聲道空間覆蓋率更高,閥門擾流條件下測量結果的誤差波動范圍更小,數據重復性更好,因而更能反映出真實流場分布信息。但插入式流量計需設置專用的流量計井,以方便安裝與后期維護。

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