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外夾式超聲波流量計在水電站中的應(yīng)用

時間:2022/3/1閱讀:257
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超聲波流量計可用來測量不易接觸、不易觀察的流體流量和大管徑流量,其對流體的溫度、粘度、密度等因素不敏感,靈敏度高,安裝維修方便,通用性好。目前其應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)涉及到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、水利和污水處理等行業(yè)。

超聲波在流體中傳播會載上流體的流速信息,通過接收到的超聲波就可以檢測出流體的流速信息,進(jìn)而可換算成流量。根據(jù)對信號的檢測原理,超聲波流量計可分為傳播速度差法、多普勒法、波束偏移法、空間濾波法、噪聲法等類型。傳播速度差法是測量超聲波脈沖順?biāo)骱湍嫠鲿r的速度差來反映流體流速,從而測出流量。多普勒法是應(yīng)用超聲波的多普勒效應(yīng)測得順?biāo)骱湍嫠鞯念l 差來反映流體流速,從而測出流量。傳播速度差法又包括時差法、相位差法、直接時差法等。一般而言,被測流體中不含大濃度的懸浮顆粒時,采用時差法; 當(dāng)被測流體中懸浮顆粒比較多時,采用多普勒法。水電站中一般在引水隧洞、機組蝸殼前的壓力鋼管等部位需要安裝超聲波流量計,而電站這些部位水質(zhì)比較清潔,因此,在水電站中應(yīng)用時差法超聲波流量計較為廣泛。

根據(jù)超聲波在管道中的反射次數(shù),外夾式超聲波流量計可分為“Z"型、“V"型、“N"型等安裝方式。對于“Z"型安裝的超聲波流量計,超聲波在管道中直接傳輸,沒有折射,信號衰減小,建議300mm以上管徑優(yōu)先選用“Z"型安裝。“V"型安裝的超聲波流量計的超聲波波束在管道中反射1次,穿過流體2次;“N"型安裝的超聲波流量計的超聲波波束在管道中反射2次,穿過流體3次。由于超聲波傳播時間越長,測量精度就越高,因此,在測量小口徑管道中的流體流量時,可采取多次反射的方法,增大超聲波的傳播路徑,進(jìn)而增大其傳播時間,提高超聲波流量計的測量精度。但每次反射都會造成超聲波信號的衰減,故傳播次數(shù)也不宜過多。故“V"型安裝與“N"型安裝相比,“V"型安裝更為常用,管徑在100~300mm時可優(yōu)先選用“V"型安裝。

南美某水電站位于南美洲厄瓜多爾薩莫拉·欽奇佩省境內(nèi)的薩莫拉河上,工程開發(fā)的主要任務(wù)為發(fā)電,該電站為低閘長引水式電站,裝設(shè)3臺沖擊式水輪發(fā)電機組,單機容量60MW。根據(jù)業(yè)主要求,該電站在每臺機組進(jìn)水閥前的壓力鋼管上安裝1套單聲道外夾式超聲波流量計,用于測量機組進(jìn)口的流量,壓力鋼管內(nèi)徑為1400mm。超聲波流量計的安裝布置,換能器采用“Z"型安裝,兩換能器水平平齊,與管道軸線水平方向一致,換能器電纜接入控制箱。確定好換能器具體安裝位置后,用擰緊固定螺絲將換能器安裝框架在管道外壁固定好,在管道周圍纏繞安裝帶,安裝帶的松緊程度通過安裝帶調(diào)節(jié)螺母進(jìn)行調(diào)節(jié),通過安裝帶對換能器安裝框架加固。再將涂有耦合劑的換能器裝入換能器安裝框架,擰緊換能器的固定螺絲,將換能器緊緊固定在預(yù)定的安裝位置。控制箱通過螺栓和螺釘在墻上固定。


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