鄭寶昌，李培清，齊暢
（鞍山市自來(lái)水總公司 遼寧 鞍山114001）

　　摘要：對(duì)超聲波流量計(jì)雙向流計(jì)量進(jìn)行了實(shí)地測(cè)量。測(cè)量結(jié)果表明不同生產(chǎn)商生產(chǎn)的超聲波流量計(jì)測(cè)量精度不同，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，應(yīng)根據(jù)反向計(jì)量精度不同的特點(diǎn)，選擇合適的流量計(jì)。
　　關(guān)鍵詞：自來(lái)水；流量測(cè)定；超聲波流量計(jì)
　　中圖分類號(hào)：TH814 　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 　　文章編號(hào)：1009－2455（2003）02－0069－02

　　為加強(qiáng)企業(yè)管理，加強(qiáng)考核，降低產(chǎn)銷差，國(guó)內(nèi)許多水司采取了分區(qū)供水、分區(qū)計(jì)量的管理模式。我國(guó)很多城市為多水源供水，分區(qū)管線中存在雙向流，因此，必須分別計(jì)量同一根輸水管線向兩個(gè)方向的輸水量。帶著這一問(wèn)題，我們對(duì)超聲波流量計(jì)雙向流計(jì)量進(jìn)行了研究。

l 測(cè)試方案

　　由于國(guó)家計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)對(duì)超聲波流量計(jì)雙向流計(jì)量的測(cè)試工作還沒(méi)有完全展開(kāi)，也沒(méi)有這方面的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)條件，因此，我們自己制定了實(shí)驗(yàn)方案。首先，實(shí)驗(yàn)必須滿足超聲波流量計(jì)的基本工作環(huán)境，即上游直管段長(zhǎng)度大于10 D（直徑）、下游直管段長(zhǎng)度大于5D；其次，實(shí)驗(yàn)環(huán)境與實(shí)際應(yīng)用條件相一致，即管段內(nèi)水流方向改變時(shí)，超聲波流量計(jì)的上。下游傳感器與主機(jī)的相關(guān)位置不變，模擬超聲波流量計(jì)實(shí)際測(cè)量雙向流的工作環(huán)境。
　　根據(jù)以上要求，選定一眼水源深井作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。測(cè)量管段為φ219無(wú)縫碳鋼管，壁厚7 mm，流速為 2.0 m/s左右，流量波動(dòng)較小，基本為恒定流。上游直管段大于50D、下游直管段大于30D。測(cè)量管段為架空式。法蘭連接，現(xiàn)場(chǎng)空間廣闊, 安裝及測(cè)試條件均理想。測(cè)試過(guò)程采用相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)表與被檢表在線比對(duì)的方法。

2 測(cè)試內(nèi)容及結(jié)果

　　本次試驗(yàn)一共有7臺(tái)超聲波流量計(jì)參加測(cè)試。
　　A１──FLB型進(jìn)口使攜式超聲波流量計(jì)（相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)表）；
　　A2──FLC1型進(jìn)口便攜式超聲波流量計(jì)（被檢表）；
　　A3──FLC2型進(jìn)口便攜式超聲波流量計(jì)（被檢表）；
　　B1──TDS－100P改進(jìn)型國(guó)產(chǎn)固定式超聲波流量計(jì)（被檢表）；
　　C1──TDS－100P型國(guó)產(chǎn)固定式超聲波流量計(jì)（被檢表）；
　　C2──TDS－100P型國(guó)產(chǎn)固定式超聲波流量計(jì)（被檢表）；
　　C3──TDS－100P型國(guó)產(chǎn)固定式超聲波流量計(jì)（被檢表）。
　　C1，C2，C3為同型號(hào)表，是我們公司應(yīng)用的超聲波流量計(jì)表主流表型，這次實(shí)驗(yàn)的主要目的就是檢驗(yàn)該型表是否適應(yīng)雙向流的計(jì)量。
　　 實(shí)驗(yàn)測(cè)試示意圖見(jiàn)圖1。

　　測(cè)試過(guò)程：①在線校準(zhǔn)：首先對(duì)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)表A1和被檢表進(jìn)行在線計(jì)量，然后進(jìn)行誤差修正，再進(jìn)行一次重復(fù)性實(shí)驗(yàn)，檢驗(yàn)修正后的被檢表誤差偏離程度，重復(fù)性實(shí)驗(yàn)結(jié)果良好。②測(cè)試內(nèi)容：相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)表A1不動(dòng)，A測(cè)量段上A2，B1，C1表上、下游傳感器接口進(jìn)行交差互換，模擬反向流計(jì)量；B測(cè)量段旋轉(zhuǎn)180度，進(jìn)行實(shí)際反向流計(jì)量，旋轉(zhuǎn)過(guò)程保持管段上傳感器不移位。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1：

表1 第一次測(cè)試數(shù)據(jù)

---

測(cè)試內(nèi)容 A1 A2 A3 B1 C1 C2 C3

---

正向流計(jì)量／（m3·h^-1） 219.88 217.98 217.10 216.81 219.35 216.98 219.40 修正系數(shù) 1.0087 1.0075 1.0088 0.9971 1.0080 1.0022 正向流校準(zhǔn)／（m3·h^-1） 217.35 220.57 220.15 219.98 220.08 220.42 218.23 重復(fù)性計(jì)量誤差／％ 0.1771 -0.0136 -0.0908 -0.0454 0.1090 0.4049 反向流計(jì)量／（ m3·h^-1） 215.48 220.76 222.04 220.35 230.18 214.36 219.53 反向流計(jì)量誤差／％ -0.4599 0.1172 -0.6448 3.7875 -3.3457 1.8795

---

　　超聲波流量計(jì)的允許計(jì)量誤差為1.5％，從以上數(shù)據(jù)看出，A2，A3，B1表符合反向測(cè)量的要求，而C1，C2，C3表反向計(jì)量誤差超出允許范圍。
　　在此基礎(chǔ)上，我們又做了一次對(duì)比實(shí)驗(yàn)。把A，B管段及所有流量計(jì)均恢復(fù)正向連接，在線校準(zhǔn)后，把A測(cè)量段旋轉(zhuǎn) 180度，B測(cè)量段上 A3，C2，C3表上、下游傳感器接口交差互換測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2：

表2 第二次測(cè)試數(shù)據(jù)

---

測(cè)試內(nèi)容 A1 A2 A3 B1 C1 C2 C3

---

正向流計(jì)量／（m3·h^-1） 218.72 220.86 217.10 216.81 219.35 216.98 221.01 修正系數(shù) 0.9903 1.0075 1.0088 0.9971 1.0080 0.9896 正向流校準(zhǔn)／（m3·h^-1） 220.18 220.57 220.15 219.98 220.08 220.42 219.76 重復(fù)性計(jì)量誤差／％ 0.1771 -0.0136 -0.0908 -0.0454 0.1090 -0.1908 反向流計(jì)量／（ m3·h^-1） 221.78 220.76 222.04 220.35 230.18 214.36 227.68 反向流計(jì)量誤差／％ -0.4599 0.1172 -0.6448 37875 -33457 22603

---

3 測(cè)試分析

　　兩次測(cè)試分別對(duì)A，B測(cè)量段的流量計(jì)進(jìn)行了模擬反向流計(jì)量與實(shí)際反向流計(jì)量在線對(duì)比，結(jié)果一致，因此可以排除探頭安裝精度等人為因素的干擾。
　　原理上，超聲波流量計(jì)正、反向流計(jì)量的誤差是一致的，但測(cè)試結(jié)果卻表明并非如此，普通國(guó)產(chǎn)超聲波流量計(jì)正向計(jì)量合格，反向流計(jì)量超差，改進(jìn)型國(guó)產(chǎn)表與進(jìn)口表雙向計(jì)量測(cè)試誤差都在允許范圍內(nèi)。經(jīng)分析以及與生產(chǎn)廠家溝通，認(rèn)為這種現(xiàn)象是由于超聲波流量計(jì)上、下游傳感器和上、下游通道電子器件性能匹配的一致性及器件靈敏度方面存在的差異造成的。說(shuō)明超聲波流量計(jì)的性能對(duì)反向流計(jì)量的精度起決定性作用。

4 結(jié)論

　　超聲波流量計(jì)原則上可以用來(lái)雙向流計(jì)量，但在實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須注意不同的表型其反向計(jì)量的精度不同這一特點(diǎn)，選擇合適的表型。

---

作者簡(jiǎn)介：鄭寶昌（1970－），男，遼寧海城人，工程師。