雙插入式超聲流量計在供水計量中的應用和推廣

      前言

      唐山匯中儀表有限公司利用超聲測流原理研制成功的超聲水表徹底解決了機械式水表始動(dòng)流量高、壓損大、準確度低、使用壽命短等諸多問(wèn)題，為自來(lái)水行業(yè)降低漏損率工作帶來(lái)了技術(shù)突破，現場(chǎng)應用廣泛，產(chǎn)生了明顯的經(jīng)濟效益；但是，僅憑各個(gè)單臺結算水表的數據進(jìn)行簡(jiǎn)單地累加，并不能真正科學(xué)和系統的考核整個(gè)供水企業(yè)的漏損率變化，供水管網(wǎng)系統中水的流向與區域分配的不同在很大程度上影響著(zhù)最終的考核結果。因此，將先進(jìn)的計量結算水表與科學(xué)的分區計量方案相結合，才能相對客觀(guān)的反映實(shí)際效果。下面就雙插入式超聲流量計原理、結構、技術(shù)特點(diǎn)以及實(shí)際應用效果做一簡(jiǎn)單介紹。 

      超聲測流原理

      超聲測流原理是利用超聲波換能器產(chǎn)生超聲波并使其在水中傳播；當超聲波在流動(dòng)的水中傳播時(shí)產(chǎn)生“傳播速度差”，該速度差與水的流速成正比，超聲水表就是利用了這一原理并因此又被稱(chēng)為速度差法超聲水表。下面的圖示描述了超聲水表的測量原理。

      A、B：超聲波傳感器   t₁t₂為超聲波傳播時(shí)間 
      D:管道直徑 V:管段中水的流速 C:超聲波在水中的傳播流速  

      由數學(xué)模型可以推出: V ∝ f（t₂- t₁）。 由于　C >>V*Sin r ，所以時(shí)間差 t₂- t₁很短。因此時(shí)間檢測分辨率<1ns，這一指標是決定超聲水表始動(dòng)流量的重要因素。  

雙插入式超聲流量計結構（如圖） 

      雙插入式超聲流量計及GSM/GPRS無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)組成的分區計量系統

      為配合各供水企業(yè)供水管網(wǎng)分區計量工作的開(kāi)展，針對分區計量管道口徑大、精度要求高、現場(chǎng)無(wú)電源、停水難度大、并行管網(wǎng)多、表井造價(jià)高、集中抄表難等特點(diǎn)，匯中公司研制的國家專(zhuān)利產(chǎn)品—SCL-73xLL系列電池供電雙插入式超聲流量計，經(jīng)過(guò)成功的現場(chǎng)應用，被供水行業(yè)稱(chēng)為最適于分區計量的專(zhuān)業(yè)產(chǎn)品，同時(shí)也是我國超聲測流技術(shù)的重大突破。 

      SCL-73xll系列電池供電雙插入式超聲流量計由兩套雙插入式超聲傳感器和一臺數字式轉換器（主機）組成。其關(guān)鍵技術(shù)有三個(gè)方面：一是采用先進(jìn)的微功耗技術(shù)，一節電池供電可連續工作六年以上；二是將傳統的插入式超聲傳感器結構更改為已申報國家專(zhuān)利的一體型雙插入式設計，最大程度的減少了由于現場(chǎng)安裝而產(chǎn)生的誤差；三是靈敏度極高的“時(shí)間差”檢測電路，使儀表具有極低的始動(dòng)流量。

      針對分區計量，SCL-73xLL系列電池供電雙插入式超聲流量計具有明顯的技術(shù)特點(diǎn)和適用性： 

      1、電池供電，一節電池可連續工作六年以上，無(wú)需電源保護，微功耗工作延長(cháng)使用壽命

      城市供水管網(wǎng)大多位于城市中心街區或主干路，計量?jì)x表的電源問(wèn)題不容易解決，縱然解決了電源問(wèn)題，不可避免的停電、甚至人為斷電也會(huì )給流量?jì)x表的準確計量帶來(lái)影響�！巴ｋ娪涗洝敝皇歉鶕�記錄估算損失的計量數據，而采用電池供電，不僅有效的解決了電源問(wèn)題，而且可以使儀表長(cháng)期穩定地不間斷計量，有效地避免因掉電后數據缺失而造成的計量糾紛；由于采用電池供電，避免了由電源通道引入的過(guò)載沖擊及電源污染，無(wú)需采用電源保護；同時(shí)，儀表的元器件工作在微功耗環(huán)境下會(huì )極大地延長(cháng)使用壽命；

      2、檢定精度與現場(chǎng)安裝精度“高保真” 

      專(zhuān)利的結構設計，使儀表兩個(gè)流量傳感器的相對位置固定不變，在安裝時(shí)同時(shí)插入管路內，既方便安裝，又使儀表在出廠(chǎng)時(shí)的檢定精度不會(huì )因安裝位置、角度和安裝距離的偏差而改變。而一般的插入式超聲流量計的安裝誤差會(huì )導致儀表的準確度產(chǎn)生偏差； 

      3、始動(dòng)流量極低

      該產(chǎn)品采用數字化電路、微功耗設計。強大的數字處理功能使儀表的“時(shí)間差”檢測能力大為提高，極低的流速（0.005m/s）引起的時(shí)間差就能被檢測到，在“大管小流”的工況下，更能大大提高計量效果； 

      4、節約安裝空間，降低表井成本 

      一般的插入式超聲流量計的傳感器安裝在管道的兩側，表井內的安裝空間要求較大，而雙插入式的安裝由于兩個(gè)傳感器同時(shí)同側插入管道的上半部，大大節約安裝空間，而建表井的破路、施工費用也會(huì )同時(shí)降低； 

      5、準確度等級高 

      每臺儀表均在國家水大流量檢定中心進(jìn)行實(shí)際口徑的檢定，同時(shí)出具國家水大流量檢定中心1級檢定證書(shū)； 

      6、預留多種輸出接口，可利用GSM/GPRS公網(wǎng)實(shí)現無(wú)線(xiàn)數據傳輸； 

      7、一體機及GSM通訊接收器防護等級達到IP68，可長(cháng)期在表井中穩定工作；

      8、現場(chǎng)工程實(shí)例，使用效果良好

      目前已采用雙插入式超聲流量計的用戶(hù)有：長(cháng)沙水司、哈爾濱水司、遼寧凌海水利局、福建龍海自來(lái)水公司、湖南郴州自來(lái)水公司、泰興自來(lái)水公司、四平下三臺水庫、煙臺眾志水司、西安水司、桂林水司、南寧水司等。其中長(cháng)沙自來(lái)水公司分區計量首期改造項目選用的40臺儀表及GSM及集抄系統，已可靠運行近一年時(shí)間，效果顯著(zhù)。 

      結束語(yǔ)

      電池供電雙插入式流量計的推出是供水分區計量的一次革命。它在供水行業(yè)眾多企業(yè)紛紛改制的今天，為水司內部經(jīng)濟效益考核并進(jìn)一步降低成本提供了準確、科學(xué)的依據，是供水行業(yè)進(jìn)一步降低漏損率，提高經(jīng)濟、社會(huì )效益的有效方案。