外夾式超（chāo）聲波流量計在水電站（zhàn）中（zhōng）的應用

    超聲波流量計 可用來測量不易接觸（chù）、不易觀察的流體流量和大（dà）管徑流量，其對流體（tǐ）的溫（wēn）度（dù）、粘度、密度等（děng）因素不敏感，靈敏度高，安裝維（wéi）修方便，通用性好。目前其應用領域已經涉（shè）及到工業、農業、水利和汙水處理等行業。

    超聲波在流體中傳播會載上流體（tǐ）的流速信息，通過接（jiē）收到的超聲波（bō）就可以檢測出流體的流速信息，進而可（kě）換算（suàn）成流量。根據對信號的檢（jiǎn）測原理，超聲波流量計可分為傳播速度差法、多（duō）普勒法、波束偏移法、空間濾波法、噪聲法等（děng）類型（xíng）。傳播速度差法是測量（liàng）超聲波脈（mò）衝順水流和逆水流時的速度差來反映流體流速，從而測出流量。多普勒法（fǎ）是應用超（chāo）聲波的多普勒效應測得順水流和逆水流的（de）頻 差來反映流體流速（sù），從而測出流量。傳播速度差（chà）法又（yòu）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; 當被測流體（tǐ）中懸（xuán）浮顆粒比較多時，采用多普勒法。水電站（zhàn）中一般在引水隧洞、機組蝸殼前的壓力鋼（gāng）管等部位需要安裝超聲波流量計，而（ér）電站這些部位水質比較清潔（jié），因此，在水電站中應用時差法超聲波流量計較為廣泛。

    根據超聲波在管道中（zhōng）的反射次數，外夾式超（chāo）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（chāo）聲波在管道中直接傳輸，沒有折射，信號衰減小，建議300mm以上管徑優先（xiān）選用“Z”型安裝。“V”型安裝的超聲波流量計的（de）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（shù）在管道中反射（shè）2次（cì），穿過流體3次。由於超聲（shēng）波傳播時（shí）間越長，測量精（jīng）度就越高，因此，在（zài）測量小口（kǒu）徑管道中的流體流量時，可采取（qǔ）多次反射（shè）的方法，增大超（chāo）聲波的傳（chuán）播路徑，進而增大其傳播時（shí）間，提高超聲波流量計的測量精度。但每次反（fǎn）射（shè）都會造成超聲波信號的衰減，故傳播次數也不宜過多。故“V”型安裝（zhuāng）與“N”型安裝（zhuāng）相比，“V”型（xíng）安裝更為（wéi）常用，管（guǎn）徑在100～300mm時可優先選用“V”型安裝。

    某水電站（zhàn）工程開發的主要任務為發電，該電站為低閘長引（yǐn）水式電站，裝設3台衝擊式水輪發電機組，單機容量60MW。根據業主（zhǔ）要求，該電站在每台機組（zǔ）進水閥前的壓力鋼管上安裝1套單聲（shēng）道外夾式超聲波流量計，用於測量機組進口（kǒu）的流（liú）量，壓力鋼管內（nèi）徑為1400mm。超聲波流量計的安裝布（bù）置，換能器采用“Z”型（xíng）安裝，兩換能器水平平齊（qí），與管道（dào）軸線水（shuǐ）平方向一致，換能器電纜接入控製箱。確定好（hǎo）換能（néng）器具體安裝位置後，用（yòng）擰緊固定螺絲將換能器安（ān）裝框架在管道外壁固定好，在管道周圍（wéi）纏（chán）繞安裝帶，安裝（zhuāng）帶的鬆緊程度通過安裝帶調節螺母進行調節，通（tōng）過安裝帶對換能器安（ān）裝框架加固。再將（jiāng）塗（tú）有耦合劑（jì）的換能器裝入換能器安裝（zhuāng）框架，擰緊換能器的（de）固定螺（luó）絲，將換能器緊緊固定在預定的（de）安裝位置。控（kòng）製箱（xiāng）通過螺栓和螺釘在牆上固定。