为了解决排水管网流量监测的难点和问题,必须选择适合实际工作条件的流量计。目前,能检测非满管状态的流量计有双声道超声波流量计。
时差法超声波流量计本质上基于超声波脉冲传播速度和流体流速的矢量叠加,测量声波在顺流逆流过程中传播所需的时间,从而确定流体轴向平均流速。基于这一原理的流量计目前在工业上应用比较广泛。单声道测量受管道参数、流体运动参数变化的影响较大,存在局限性,因此,利用双声道超声波流量计布置避免或消除径向速度分量引起的偏差,增加通道对测量截面的覆盖面,是提高流量计测量精度可靠性和稳定性的有效手段。
双声道超声波流量计在多层面流体中测量,一般使用两对传感器,精度更高,误差约为1%,也适用于整个管道、未满管道的流体情况,还适用于各种管道材料,如金属、水泥等。同时,还附带仪表、外部仪表盒和信号装置,安装环境比较好,便于后期维护。
一般的双声道超声波流量计分为外夹式和插入式。外夹式双声道流量计由安装在管道壁上的多对超声波转换器组成,每一个通道通过轴向中心线,可视为多单仪表的重叠。插入式流量计将交换器直接插入管壁孔中测量流体流动,防止信号传播到管壁的过程,在一定程度上提高流量计测量性能。通常,在流道的不同高度位置并行放置多个通道。在每一个通道上测量的线速度可以表示被测量截面的相应平行波段内流体的平均速度。然后,可以对每个通道读数加权,以估计整个流截面的流量。
与上述两种形式相比,外外夹式超声波流量计可以直接安装在管道外部,也可以安装在现有管网的阀门井内,而无需安装专用流量计井。排水管网监测改造项目中,不容易受到土建条件的制约。但是需要注意的是,使用阀门井安装时,外夹式超声波流量计容易受到阀门扰流板的干扰,影响测量的准确性和稳定性,,外夹式超声波流量计必须是均匀的管道。插入式双声道流量计与外夹式流量计相比,通道空间覆盖率高,阀门扰流板条件下测量结果的误差波动范围小,数据重复性好,可以更好地反映实际流量分布信息。但是,插入式流量计需要安装专用流量计井,以方便安装和后期维护。
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盘点外夹式超声波流量计的优缺点
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小管径一体式超声波流量计又称测即扣