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【關键词】超声波；流量计；监测校准；供水行业
本研究中结合具体案例A自来水公司进行研究，A自来水公司为某地区至关重要的供水企业及服务企业，处于城市发展规划重要位置。自来水公司建设的主要功能是饮用水生产、销售、服务等， A自来水公司包括四个水厂、三个供水管理所，发展规模较大。在供水管理过程中注重对饮用水的生产与管网输送，为保证水资源饮用健康，近年来加大了水质监控体系及供水管理体系建设。在A自来水公司中采用超声波流量计对供水进行检测具有重要功能性作用，是本质上实现科技管理与智能发展的重要体现。因此本文对超声波流量计在供水行业中的应用情况进行详细分析。
1 超声波流量计供水行业应用特征分析
近些年以来，现代科学技术不断向前发展，超声波流量计的科研开发与应用更加深刻而广泛。超声波流量计在使用的过程中具有几个方面的优势：
（1）超声波流量计属于一种非接触式结构，通过管道外部环境就可以完成测量，不需要对原本的管道进行技术加工。同时，在管道中并未涉及任何的测量部件，因此也不会造成任何的压力损失，且同样也不会造成流体流动情况发生改变。
（2）实际检测结果并不会受到被测流体所具有的粘度以及相关特征的影响，液体流量测量能够在管道内部流体流动过程中完成。超声波流量计主要功能为使输出信号与被测流体流量彼此之间形成线性关系。超声波流量计测量方法很多，应用最广的就是传播速度差法中的时间差法以及多普勒频移法。时间差法是利用声波在流体中顺流传播和逆流传播的时间差与流体流速成正比这一原理来测量流体流量的。多普勒法测量原理，是依据声波中的多普勒效应，即在声源和接收器之间存在相对运动的情况下，所接收到的声波信号频率与声源频率有差别，也就是产生了多普勒频移。由于流体流速与多普勒频移成正比，所以通过测量频移就可得到流体流速，进而求得流体流量。时间差法适应相对比较干净的流体，而多普勒法主要应用在污浊流体环境当中。
2 超声波流量计主要应用
根据超声波流量计使用场合不同，可以分为固定式超声波流量计和便携式超声波流量计，其主要区别在于：
（1）固定式超声波流量计用于安装在某一固定位置，对某一特定管道内流体的流量进行长期不间断的计量；便携式超声波流量计具有机动性，主要用于不同管道的流体流量作临时性测量。
（2）固定式超声波流量计要求长期连续运行，所以要使用220V交流电源；便携式超声波流量计既可以使用现场的交流电源，也可以使用内置充电电源。
（3）固定式超声波流量计通常都有信号输出功能，供远传显示使用，其内部只能存贮一条管道的参数；而便携式超声波流量计只是为了现场查看当时的流量和短时间内的累计流量，故一般无需输出信号功能，但为了方便测量不同的管道流量，它具有多条管道的贮存功能。
案例A自来水公司为了提高企业经济效益和企业计量管理水平，为了给企业经营核算、生产调度和解决贸易结算纠纷提供有力依据，在各水厂广泛使用固定式超声波流量计对原水和出厂水进行实时流量计量监控；同时配有兼容性的便携式超声波流量计对固定式超声波流量计进行标定校准，以确保实现计量数据的真实准确。
3 超声波流量计的运行维护分析
本文对超声波流量计实际运行阶段所表现出来的问题及相关应对办法进行了分析：
（1）设备在使用的过程中，经过一段时间就会发生不定期报警情况。这种问题出现更多是在介质杂质相对复杂的情况下，主要应对措施是定期对传感器等进行必要的清理。本研究中建议：1次/年。
（2）超声波流量计在对流体介质进行输送的过程中，可能会在引压管当中残留积液情况，在气温下降的情况下则会出现引压管冻住的情况而发生堵塞。这种情况多发生在北方地区。主要应对办法：针对引压管实施吹扫或者是加电伴热操作。
（3）超声波流量计在实际应用的过程中对管道要求很高，否则可能对测量精度造成很大影响。一般情况下选择安装地点要求直管段长度应是上游大于10D，下游大于5D；上游30D之内无干扰因素存在（泵、阀门等）；管道内必须充满流体，且不含气泡。超声波在实际传播时因为介质以及杂质的问题会被阻碍或者吸收，进而强度也会发生衰减。无论是超声波流量计还是其他的类型，产生的声波强度也都会发生变化。
（4）测量时瞬时流量所形成的波动情况较为明显，信号强度也会因此而改变，本身测量产生的流量体积也会因此而发生变化。主要应对办法是能设置更好的探头位置，这样就能够有效提升信号强度，确保信号的稳定性。如果位置存在缺陷，则需要对探头进行重新布置。本案例中安装探头有两种方法，即V法和Z法。在安装空间不太充足时或是陈旧管道及内壁结垢的管道应该使用Z法。
（5）信号强弱取决于仪表设备自身技术含量与水平。在现场实施测量的过程中，由于管道使用时间相对更长，结垢也更加严重，管径尺寸等方面存在问题，应当选择更加合适的超声波流量计。相关安装技术手段也同样重要。主要应对办法：需对管径相对较大的选择品质更好的外夹式超声波流量计。探头安装处管道要打磨干净，采用黄油涂在发射表面上，注意不要进入气泡，这样就能够确保探测面可以拥有更多的声强透射率。
（6）现场有变频器或高电压电缆场强电磁干扰时，仪表无法使用。建议：远离变频器或高电压电缆场强电磁干扰。
4 超声波流量计在线检测与校对
目前，超声波流量计在供水行业中已经得到了广泛应用，研究案例A自来水公司拥有四个自来水厂和三个供水管理所（分区供水），其来水与供水管线全部安装了固定超声波流量计，实现了对水流量的在线实时监测。
当用于贸易结算的超声波流量计出现故障断电及监测数据出现异常，或者相关部门对超声波流量计的监测结果提出质疑时，我们采用便携式超声波流量计（其已经国家水大流量计量站标定）对在线固定超声波流量计进行比对校准。具体操作是根据管道实际环境情况将便携式超声波流量计传感器采用合适的方式安装在被测管道上，同时记录便携式超声波流量计和固定式超声波流量计的初始流量值，经过一段时间，再同时记录两个结束值，从而得到各自的累积流量值，代入公式：
P修正系数=[1-（S便携-S固定）/ S便携]*100%
其中：P——修正系数
S——累积流量
便可以得到便携式超声波流量计相对于固定超声波流量计的修正系数。根据此系数来修正固定超声波流量计，从而保证了供水计量中数据的准确性。
结束语：综上所述，超声波流量计属于供水行业当中的重要技术设备，流量计精准计量对供水行业正常运行发挥了重要作用，是关系到供水效益的关键。超声波流量计的使用可以极大程度上的提升供水效益。同时在实际工作过程中也应当根据实际情况进行检测与校对。超声波流量计的实际检测效果优越，对供水效益提升具有重要帮助，因此本研究具有重要的实践意义。
参考文献
[1]赵海英.电磁流量计在供水行业中的应用[A].全国给水排水技术信息网.2008年全国给水排水技术交流会暨全国水网理事会换届大会论文集[C].全国给水排水技术信息网，2008（02）.
[2]赵国凌，王安平.《超声波流量计在工业锅炉热工试验中的应用》[A].第二届中国西部绿色低碳节能减排及可再生能源技术研讨会论文集[C].西安市环保局（筹），2010（08）.
[3]李爽卓，赵丽君.电力生产过程中超声波流量计的选型及应用[A].中国电力企业联合会、全国发电机组技术协作会.全国火电200MW级机组技术协作会第25届年会论文集[C].中国电力企业联合会、全国发电机组技术协作会，2007（05）.
[4]吴新生，廖小永，王黎，冯源.外贴式超声波流量计的测量与在线校准[J].人民长江，2013，11：72-75+84.
[5]蔡武昌，孙淮清，纪纲.流量测量方法和仪表的选用[M].北京：化学工业出版社，2010.
本研究中结合具体案例A自来水公司进行研究，A自来水公司为某地区至关重要的供水企业及服务企业，处于城市发展规划重要位置。自来水公司建设的主要功能是饮用水生产、销售、服务等， A自来水公司包括四个水厂、三个供水管理所，发展规模较大。在供水管理过程中注重对饮用水的生产与管网输送，为保证水资源饮用健康，近年来加大了水质监控体系及供水管理体系建设。在A自来水公司中采用超声波流量计对供水进行检测具有重要功能性作用，是本质上实现科技管理与智能发展的重要体现。因此本文对超声波流量计在供水行业中的应用情况进行详细分析。
1 超声波流量计供水行业应用特征分析
近些年以来，现代科学技术不断向前发展，超声波流量计的科研开发与应用更加深刻而广泛。超声波流量计在使用的过程中具有几个方面的优势：
（1）超声波流量计属于一种非接触式结构，通过管道外部环境就可以完成测量，不需要对原本的管道进行技术加工。同时，在管道中并未涉及任何的测量部件，因此也不会造成任何的压力损失，且同样也不会造成流体流动情况发生改变。
（2）实际检测结果并不会受到被测流体所具有的粘度以及相关特征的影响，液体流量测量能够在管道内部流体流动过程中完成。超声波流量计主要功能为使输出信号与被测流体流量彼此之间形成线性关系。超声波流量计测量方法很多，应用最广的就是传播速度差法中的时间差法以及多普勒频移法。时间差法是利用声波在流体中顺流传播和逆流传播的时间差与流体流速成正比这一原理来测量流体流量的。多普勒法测量原理，是依据声波中的多普勒效应，即在声源和接收器之间存在相对运动的情况下，所接收到的声波信号频率与声源频率有差别，也就是产生了多普勒频移。由于流体流速与多普勒频移成正比，所以通过测量频移就可得到流体流速，进而求得流体流量。时间差法适应相对比较干净的流体，而多普勒法主要应用在污浊流体环境当中。
2 超声波流量计主要应用
根据超声波流量计使用场合不同，可以分为固定式超声波流量计和便携式超声波流量计，其主要区别在于：
（1）固定式超声波流量计用于安装在某一固定位置，对某一特定管道内流体的流量进行长期不间断的计量；便携式超声波流量计具有机动性，主要用于不同管道的流体流量作临时性测量。
（2）固定式超声波流量计要求长期连续运行，所以要使用220V交流电源；便携式超声波流量计既可以使用现场的交流电源，也可以使用内置充电电源。
（3）固定式超声波流量计通常都有信号输出功能，供远传显示使用，其内部只能存贮一条管道的参数；而便携式超声波流量计只是为了现场查看当时的流量和短时间内的累计流量，故一般无需输出信号功能，但为了方便测量不同的管道流量，它具有多条管道的贮存功能。
案例A自来水公司为了提高企业经济效益和企业计量管理水平，为了给企业经营核算、生产调度和解决贸易结算纠纷提供有力依据，在各水厂广泛使用固定式超声波流量计对原水和出厂水进行实时流量计量监控；同时配有兼容性的便携式超声波流量计对固定式超声波流量计进行标定校准，以确保实现计量数据的真实准确。
3 超声波流量计的运行维护分析
本文对超声波流量计实际运行阶段所表现出来的问题及相关应对办法进行了分析：
（1）设备在使用的过程中，经过一段时间就会发生不定期报警情况。这种问题出现更多是在介质杂质相对复杂的情况下，主要应对措施是定期对传感器等进行必要的清理。本研究中建议：1次/年。
（2）超声波流量计在对流体介质进行输送的过程中，可能会在引压管当中残留积液情况，在气温下降的情况下则会出现引压管冻住的情况而发生堵塞。这种情况多发生在北方地区。主要应对办法：针对引压管实施吹扫或者是加电伴热操作。
（3）超声波流量计在实际应用的过程中对管道要求很高，否则可能对测量精度造成很大影响。一般情况下选择安装地点要求直管段长度应是上游大于10D，下游大于5D；上游30D之内无干扰因素存在（泵、阀门等）；管道内必须充满流体，且不含气泡。超声波在实际传播时因为介质以及杂质的问题会被阻碍或者吸收，进而强度也会发生衰减。无论是超声波流量计还是其他的类型，产生的声波强度也都会发生变化。
（4）测量时瞬时流量所形成的波动情况较为明显，信号强度也会因此而改变，本身测量产生的流量体积也会因此而发生变化。主要应对办法是能设置更好的探头位置，这样就能够有效提升信号强度，确保信号的稳定性。如果位置存在缺陷，则需要对探头进行重新布置。本案例中安装探头有两种方法，即V法和Z法。在安装空间不太充足时或是陈旧管道及内壁结垢的管道应该使用Z法。
（5）信号强弱取决于仪表设备自身技术含量与水平。在现场实施测量的过程中，由于管道使用时间相对更长，结垢也更加严重，管径尺寸等方面存在问题，应当选择更加合适的超声波流量计。相关安装技术手段也同样重要。主要应对办法：需对管径相对较大的选择品质更好的外夹式超声波流量计。探头安装处管道要打磨干净，采用黄油涂在发射表面上，注意不要进入气泡，这样就能够确保探测面可以拥有更多的声强透射率。
（6）现场有变频器或高电压电缆场强电磁干扰时，仪表无法使用。建议：远离变频器或高电压电缆场强电磁干扰。
4 超声波流量计在线检测与校对
目前，超声波流量计在供水行业中已经得到了广泛应用，研究案例A自来水公司拥有四个自来水厂和三个供水管理所（分区供水），其来水与供水管线全部安装了固定超声波流量计，实现了对水流量的在线实时监测。
当用于贸易结算的超声波流量计出现故障断电及监测数据出现异常，或者相关部门对超声波流量计的监测结果提出质疑时，我们采用便携式超声波流量计（其已经国家水大流量计量站标定）对在线固定超声波流量计进行比对校准。具体操作是根据管道实际环境情况将便携式超声波流量计传感器采用合适的方式安装在被测管道上，同时记录便携式超声波流量计和固定式超声波流量计的初始流量值，经过一段时间，再同时记录两个结束值，从而得到各自的累积流量值，代入公式：
P修正系数=[1-（S便携-S固定）/ S便携]*100%
其中：P——修正系数
S——累积流量
便可以得到便携式超声波流量计相对于固定超声波流量计的修正系数。根据此系数来修正固定超声波流量计，从而保证了供水计量中数据的准确性。
结束语：综上所述，超声波流量计属于供水行业当中的重要技术设备，流量计精准计量对供水行业正常运行发挥了重要作用，是关系到供水效益的关键。超声波流量计的使用可以极大程度上的提升供水效益。同时在实际工作过程中也应当根据实际情况进行检测与校对。超声波流量计的实际检测效果优越，对供水效益提升具有重要帮助，因此本研究具有重要的实践意义。
参考文献
[1]赵海英.电磁流量计在供水行业中的应用[A].全国给水排水技术信息网.2008年全国给水排水技术交流会暨全国水网理事会换届大会论文集[C].全国给水排水技术信息网，2008（02）.
[2]赵国凌，王安平.《超声波流量计在工业锅炉热工试验中的应用》[A].第二届中国西部绿色低碳节能减排及可再生能源技术研讨会论文集[C].西安市环保局（筹），2010（08）.
[3]李爽卓，赵丽君.电力生产过程中超声波流量计的选型及应用[A].中国电力企业联合会、全国发电机组技术协作会.全国火电200MW级机组技术协作会第25届年会论文集[C].中国电力企业联合会、全国发电机组技术协作会，2007（05）.
[4]吴新生，廖小永，王黎，冯源.外贴式超声波流量计的测量与在线校准[J].人民长江，2013，11：72-75+84.
[5]蔡武昌，孙淮清，纪纲.流量测量方法和仪表的选用[M].北京：化学工业出版社，2010.