數(shù)字式超聲波流量計(jì)在水庫供水計(jì)量中的應(yīng)用
窩水庫位于遼寧省遼陽境內(nèi)太子河干流上,壩址以上流域面積6175km2,年徑流量24.5億m3。是一座以防洪為主,兼顧農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)供水、并結(jié)合供水進(jìn)行發(fā)電的綜合利用的大(Ⅱ)型水利樞紐工程。有效灌溉面積8.13億m3,多年平均農(nóng)業(yè)供水量6.5億m3/年,工業(yè)供水量0.5億m3/年。2007年,水庫為了進(jìn)一步推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化管理,加強(qiáng)供水計(jì)量管理,合理利用水資源、有效節(jié)約能源,引進(jìn)了一種*的數(shù)字式超聲波流量計(jì),這是水庫第1次將數(shù)字式超聲波流量計(jì)用于水庫工業(yè)供水計(jì)量管理,并且收到了很好的效果。
數(shù)字式超聲波流量計(jì)的特點(diǎn)
數(shù)字式超聲波流量計(jì)是基于微處理器技術(shù),自身完備的流量測量儀表,與其它常規(guī)類型流量計(jì)或其它超聲波流量計(jì)相比,具有高精度、高可靠性、高性能、低價(jià)格的顯著特點(diǎn)外,還具有中英文雙語窗口化操作,正向、負(fù)向凈累積器,RS-232接口、完善的通訊聯(lián)網(wǎng)協(xié)議,內(nèi)置流量日月年累計(jì)器,內(nèi)置上電斷電記錄器,內(nèi)置數(shù)據(jù)記錄等優(yōu)點(diǎn)。
2 數(shù)字式超聲波流量計(jì)工作原理
當(dāng)超聲波束在液體中傳播時(shí),液體的流動(dòng)將使傳播時(shí)間產(chǎn)生微小變化,其傳播時(shí)間的變化正比于液體的流速。
3數(shù)字式超聲波流量計(jì)安裝實(shí)施方法
3.1 選擇測量點(diǎn)
超聲波流量計(jì)的安裝,只要選擇一個(gè)合適的測量點(diǎn),把測量點(diǎn)處的管道參數(shù)輸入到流量計(jì)中,然后把探頭捆綁在管道上即可。為了保證測量精度,選擇測量點(diǎn)時(shí)要求選擇流體流場布均勻的部分,一般應(yīng)遵循下列原則:要選擇充滿流體的管段,如管路的垂直部分(流體最好向上流動(dòng))或充滿流體的水平管段。測量點(diǎn)要選擇距上游10倍直徑,下游5倍直徑以內(nèi)均勻直管段,沒有任何閥門、彎頭、變徑等干擾流場裝置。要保證測量點(diǎn)處的溫度在可工作范圍以內(nèi)。充分考慮管內(nèi)壁結(jié)垢狀況,盡量選擇無結(jié)垢的管段進(jìn)行測量。實(shí)在不能滿足時(shí),需把結(jié)垢考慮為襯里以求較好的測量精度。選擇管材均勻密致,易于超聲波傳輸?shù)墓芏巍y量點(diǎn)的選擇見圖2。
3.2 探頭接線、安裝
探頭連線采用高頻雙絞線,采用高頻雙絞線的好處是信號(hào)損耗小,抗干擾性好,抗干擾性能大大提高。如果使用單屏蔽的常規(guī)高頻電纜,會(huì)使機(jī)器性能下降,外界干擾信號(hào)大的時(shí)候,不能正常測量。
在安裝探頭之前,選擇出管材致密部分進(jìn)行探頭安裝,須把管外欲安裝探頭的區(qū)域清理干凈,除去一切銹跡油漆,最好用角磨機(jī)打光,露出本色,再用干凈抹布蘸丙酮或酒精擦去油污和灰塵,然后在探頭的中心部分和管壁涂上足夠的耦合劑,然后把探頭緊貼在管壁上捆綁好。(如果沒有清理干凈則采集不到信號(hào),兩個(gè)探頭要安裝在管道管軸的水平方向上)
探頭安裝方式常采用兩種方法。這兩種方式分別是V法、Z法。下面分別說明。一般地在小管徑時(shí)(DN15~200mm)可先選用V法;V法測不到信號(hào)或信號(hào)質(zhì)量差時(shí)則選用Z法,管徑在DN200mm以上或測量鑄鐵管時(shí)優(yōu)先選用Z法。
3.2.1 V法(常用的方法)
V法一般情況下是標(biāo)準(zhǔn)的安裝方法,使用方便,測量準(zhǔn)確??蓽y管徑范圍為15mm至大約400mm;安裝探頭時(shí),注意兩探頭水平對(duì)齊,其中心線與管道軸線水平。
3.2.2 Z法
當(dāng)管道很粗或由于液體中存在懸浮物、管內(nèi)壁結(jié)垢太厚或襯里太厚,造成V法安裝信號(hào)弱,機(jī)器不能正常工作時(shí),要選用Z法安裝。原因是,使用Z法時(shí),超聲波在管道中直接傳輸,沒有折射(稱為單聲程),信號(hào)衰耗小。
Z法可測管徑范圍為100mm至6000mm。實(shí)際安裝流量計(jì)時(shí),200mm以上的管道都選用了Z法(這樣測得的信號(hào)最大)。
4 安裝及運(yùn)行過程中需要注意的問題
為了精確的測量水量,安裝前用便攜式流量計(jì)對(duì)所選擇的測量點(diǎn)進(jìn)行測量,通過測量的數(shù)據(jù),以進(jìn)一步判斷測量點(diǎn)選擇的是否合適,并注意遠(yuǎn)離大功率的機(jī)電設(shè)備。安裝好以后,還應(yīng)不定期到安裝現(xiàn)場進(jìn)行巡視檢查:主要看探頭是否松動(dòng)移位;同時(shí)看安裝現(xiàn)場的變化情況,有無增加大功率的機(jī)電設(shè)備造成磁場干擾。
5 結(jié)語
由于窩水庫是將數(shù)字式超聲波流量計(jì)應(yīng)用于工業(yè)供水計(jì)量,窩水庫供水無計(jì)量設(shè)施的空白,為水庫供水管理提供了準(zhǔn)確詳實(shí)的依據(jù),給水庫帶來了一定的經(jīng)濟(jì)效益。
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