外夾（jiá）式超聲波流量計在水電（diàn）站中的（de）應用

    超聲波流量計 可用來測量（liàng）不易接（jiē）觸、不易觀察的流體流量和大管徑流量，其對流體的溫度、粘（zhān）度、密度等因（yīn）素不敏感，靈敏度（dù）高，安裝維修方便，通用性好。目前其應用（yòng）領域已經涉及到工業、農業（yè）、水利（lì）和（hé）汙水處理等行業。

    超聲波在流體中傳（chuán）播會載上流體的流速（sù）信息（xī），通過接收到的超聲波就（jiù）可以（yǐ）檢測出流體的流（liú）速信息，進而可換算成流（liú）量。根據對信號的檢測原理，超聲波流（liú）量計可分為傳播速度差法、多普勒（lè）法、波束偏移法、空間濾波（bō）法、噪聲法等類型（xíng）。傳（chuán）播速度（dù）差法（fǎ）是（shì）測量超聲波脈衝順（shùn）水流和逆水（shuǐ）流（liú）時（shí）的速度差來反映流（liú）體流速，從（cóng）而測出流量。多普勒法（fǎ）是應用超聲波的多（duō）普勒效應測得順水流和（hé）逆（nì）水流的頻（pín） 差來反映流體流速（sù），從而測出流量（liàng）。傳播速度差法又包括時差法、相位差法、直（zhí）接時差法等。一般而言，被測（cè）流體中不含大濃（nóng）度的懸浮顆粒時，采用時差法; 當被測流體中懸浮顆粒比較多時，采用多普勒法。水電站中一般在引水隧洞、機組蝸殼前的壓力鋼管等（děng）部位需要安裝超聲波流量計，而電站這些部位水質比較清潔，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（zài）管道中的（de）反射次數，外夾式超聲波流量計可分（fèn）為“Z”型、“V”型、“N”型等安裝方（fāng）式。對於“Z”型安（ān）裝的超聲波流量計，超聲波在管道中（zhōng）直接傳輸，沒有折射，信號（hào）衰減小，建議300mm以上管徑優先選用“Z”型安裝。“V”型安裝的超聲波流量計（jì）的超聲（shēng）波波束在管道中（zhōng）反射1次，穿過流（liú）體2次;“N”型安裝的超（chāo）聲波流（liú）量計的超聲波波束在（zài）管道中反射2次，穿過流體3次。由於超聲波傳播時間越長，測量精度（dù）就越高，因（yīn）此（cǐ），在測量小口徑管（guǎn）道中的流體（tǐ）流（liú）量時，可采取多（duō）次反射（shè）的方法，增大超聲波的傳播（bō）路徑（jìng），進而增大其傳播時間，提高超聲波流量計的測量精度。但每次反射都會造成（chéng）超聲波（bō）信號的衰（shuāi）減（jiǎn），故傳播次數也不宜過多。故“V”型安裝與“N”型安裝相比，“V”型安裝更為常用，管徑在100～300mm時可優先選用“V”型安裝。

    某（mǒu）水電（diàn）站工程開發的（de）主要任（rèn）務為發電，該（gāi）電站為低閘（zhá）長引水式電站，裝（zhuāng）設3台衝擊式水（shuǐ）輪發電機組，單機容量60MW。根據業主要求（qiú），該電站在每台機組進水閥前的壓力鋼管上安裝1套單聲道外夾式超聲波流量計，用於測量機組進口的流量，壓力鋼（gāng）管內徑為1400mm。超聲波流量計的安裝布置，換能器采用“Z”型安裝，兩換能器水平平齊，與管道軸線水平方向一致，換能器電纜接入控製箱。確定好換能（néng）器具體安裝位置後，用擰緊固定螺絲將換能器（qì）安裝框架在（zài）管道外壁固定好，在管道周圍纏繞安裝帶，安裝帶的鬆緊程度通過安裝帶調節螺（luó）母進行調節，通過安裝帶對（duì）換能器安裝（zhuāng）框架加固。再將塗有耦合劑的換能器裝入換能器（qì）安裝框架，擰緊換（huàn）能器的固定螺（luó）絲，將（jiāng）換能器緊緊（jǐn）固定在預定的安裝位置。控製箱通過螺栓和（hé）螺釘在牆上固定（dìng）。