外（wài）夾式（shì）超聲波（bō）流量計在水電站中的應用

    超聲波流量計 可用來測（cè）量不易接觸、不易觀察的流體流量和（hé）大管徑流量，其對流體的（de）溫度、粘度、密度等因素不敏（mǐn）感（gǎn），靈敏度高，安裝維修方便，通用性好。目前（qián）其應用領域已經涉及到工業、農業（yè）、水（shuǐ）利和汙水處理等行業。

    超聲波在流體中傳播會載上流體的流速信（xìn）息，通過接收到的超聲（shēng）波就可以檢測出流體的流速信息，進而可換算（suàn）成流量。根據（jù）對信號的檢（jiǎn）測原理，超聲波（bō）流量計可（kě）分為傳（chuán）播速度差法、多普勒法、波束（shù）偏移法、空間濾波（bō）法、噪聲法等類型。傳播速度差法是測量超聲波脈衝順水流和逆水（shuǐ）流時的速（sù）度差來（lái）反映流體（tǐ）流速，從而測出流（liú）量。多普勒法是應用超聲波的多普勒效應測得順水流和逆水流的頻 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（liú）體中不含（hán）大（dà）濃度的懸浮（fú）顆粒時，采用時差法; 當被測流體中懸浮顆粒比較多時，采用多普勒（lè）法。水電站中一般（bān）在引水隧洞、機（jī）組蝸殼前的壓力（lì）鋼管等部位需要安裝超（chāo）聲波流量計，而電站這些部位水質比較清潔，因此，在水（shuǐ）電站中應用時差法超（chāo）聲波流量計較為廣（guǎng）泛。

    根據超聲波在管道中的反射次數，外（wài）夾式超聲波流量計可分為“Z”型、“V”型、“N”型等安裝方式。對於“Z”型安裝的超聲波流量計，超聲波在管道中直接傳輸，沒（méi）有折（shé）射，信號衰減小，建議300mm以上管徑（jìng）優先選用“Z”型安裝。“V”型安裝的超聲波（bō）流量計的超聲波波束（shù）在管道中反射1次，穿過流體2次;“N”型（xíng）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。由於超聲（shēng）波傳（chuán）播時間越長，測量精度就越（yuè）高，因此，在測量小（xiǎo）口徑管道中的流體流（liú）量時，可采取多次反射的方法，增大超聲波的傳播路徑，進而增大其傳播時間，提高超聲波流量計的測量精度。但每次反（fǎn）射都會（huì）造成超聲（shēng）波信號的衰減，故（gù）傳播次數也不宜（yí）過多。故“V”型（xíng）安裝與“N”型安裝相比，“V”型安裝更為常（cháng）用，管徑在100～300mm時可優先（xiān）選用“V”型安裝。

    某水電站工程開發（fā）的主要任務為發電，該電站為低閘長引水式電站（zhàn），裝設3台衝擊式水輪發電機組，單機容量60MW。根據業主要求，該電站在每台機組進水閥前的壓（yā）力鋼管上安裝1套單（dān）聲道外夾式（shì）超聲波流量計，用於測量（liàng）機組進口的流量，壓力鋼管（guǎn）內徑為1400mm。超聲波流量計（jì）的（de）安裝布（bù）置，換能器（qì）采用“Z”型安裝，兩換（huàn）能器水平平齊，與（yǔ）管道軸線水平方向一致，換能器電（diàn）纜接入控製箱。確定好換能器具體安裝位置後，用擰緊固定螺絲將換能器安（ān）裝框架在管道外（wài）壁固定（dìng）好，在管道周圍纏繞（rào）安（ān）裝帶，安裝帶的鬆緊程度通過安裝（zhuāng）帶調節（jiē）螺母進行調節，通過安裝帶對換能（néng）器安裝框架加固。再將塗有（yǒu）耦合劑的（de）換能器裝入（rù）換能器（qì）安裝框架，擰緊換（huàn）能器（qì）的固定螺絲，將（jiāng）換能器緊緊（jǐn）固定在預定的（de）安裝位置。控製箱通過螺（luó）栓（shuān）和螺釘在牆上固定。