摘要:超聲波流量計是電子技術和新材料技術發展到一定程度的產物，是一種全新測量儀器，與傳統測流方法相比，超聲波流量計具有測量精度更高、適應性更強、自動化程度更高等優勢,具有良好的發展前景。基于此，本文結合工程實例，在簡要闡述超聲波流量計原理和安裝調試方法的基礎上，分析了超聲波流量計在調水工程測流中的具體應用。分析結果表明，合理應用超聲波流量計，可有效保證測流精度，保證調水工程運行的正確率和穩定性，有利于實現無人值班或者少人值班,值得大范圍推廣應用。
我國水資源匱乏，調水工程在維持國民經濟持續發展中起著關鍵性作用，如何提升調水工程測流的精度，對緩解水資源匱乏壓力，提升水資源利用率等方面具有重要意義。傳統調水工程測流中，多采用流速儀，但流速儀結構比較復雜，.而且長時間在惡劣環境運行極易發生各種故障，不利于調水工程運行穩定性和智能化的提升。
超聲波流量計中融入了電子技術和材料技術，自動化監測、提升現場監測精度方面具有顯著優勢。基于此，開展超聲波流量計在調水工程測流中的應用研究就顯得尤為必要。
1工程概述
棘洪灘入庫泵站設計流量23.0m³/s。棘洪灘水庫設計最高蓄水位14.2m，總庫容1.58億m³，相應水面面積14.529km2，設計死水位6.5m，死庫容4780萬m³，相應水面面積13.66km2，最大調節庫容1.104億m³，向青島市日供水規模為33.23萬t(凈日供水30萬t)。本項目位于引黃濟青東營市境內的預備河管理站，換能器安裝在倒虹閘前200m水流平穩處。
2超聲波流量計原理與安裝調試
2.1原理
一套完整的超聲波流量計由超聲波發生器、超聲波接收器、電子線路、流量顯示、累計系統等結構共同組成。超聲波流量計測流原理如圖1所示。
從圖1中可以看出，超聲波流量計測流的主要原理是:通過檢測流體流動對超聲波造成的影響來對流量進行測量，主要利用了時差法。先用換能器1發射超聲波，經過渠道壁1.流體、渠道壁2后，被另一側的換能器2接收到。同時，換能器也同樣發射同頻率超聲波，經過渠道璧2、流體、渠道璧1之后，被換能器1接收。但由于流速的存在，使得二者接收的時間不同，存在一定的時間差，通過時間差，就可以獲知流速，從而到具體的流量值。
2.2安裝調試
超聲波流量計安裝調整主要涉及以下內容:
(1)換能器安裝。要先定位換能器安裝的具體位置，在調水工程渠道兩側正確定位適合換能器安裝的位置，多采用激光經緯儀進行定位，保證換能器和調水渠中心線成45°夾角。換能器安裝完成后，還要結合調水工程實際情況，確定安裝參數，如聲路長、聲路角、水位計高程等。
(2)主機安裝。超聲波流量計主機安裝的關鍵在于保證超聲波信號電纜和電源線能夠正確連接。尤其是在信號電纜鋪設時，兩個端頭要做好標記，避免發生錯接和混接。
(3)系統調試。首先,輸入超聲波流量計實測安裝參數;然后，在調水渠道有水的情況下，通過流量計進行自檢，檢查每個聲路的實際工作情況，在靜水狀態下檢查-一次，動水狀態下再檢查一次，保證靜水狀態下水流測值為0，間接檢查流量計的正確率:最后，檢查超聲波流量計輸出參數，如果一切達到設計要求，就可以正常使用。
3超聲波流量計在調水工程測流中的具體應用
3.1應用超聲波流量計技術規范
(1)超聲波流量計標有“接地”標示線路，要在其他設備之前連接。
(2)用于連接RICTRL、RIMOUSTT的電線和電纜必須適應最低80℃的環境溫度。
(3)提供一個外部開關或斷路器，從而可以從電源起完全斷開設備電源。這個開關或斷路器應安裝在設備附近，易于獲取，并且標記為一個電源供電的分離器。設備必須以開關或斷路器不受阻的方式安裝。
3.2流量計的應用要點
在網絡瀏覽器上設置一個和流量計相互匹配的系統，本工程在應用流量計時，將其安裝在標準DIN導軌上，取得了良好效果，具體情況如圖2所示。
為保證流量計運行的穩定性和測流進度，在配置RISONIC模塊時，需要結合調水工程實際情況，正確合理的連接各項硬件設備，具體連接線路示意圖如圖3所示。
為保證流量計的應用效果，需要嚴格按照以下要求進行連接:
(1)連接24V電源到RICTRL電源上，將RICTRL電源連接到RIMOUSTT電源輸入。
(2)合理連接超聲波換能器。通過直徑為16mm2的低阻抗線，連接RIMOUSTTEARTH到有效地。通過一根交叉線，如RJ-45連接RICTRL以太網界面LAN1到臺式電腦或是筆記本電腦，用另一根交叉線，將以太網界面LAN2連接到RIMOUSTT以太網界面LAN2。
(3)詳細檢查狀態指示燈的工作狀態，保證每個模塊都能正確供電和運行。
3.3同軸/雙層屏蔽電纜的應用
在調水工程中應用流量計時，可以選擇同軸電纜，也可以選擇雙層屏蔽電纜。其中，同軸電纜應用在傳感器缺乏接地保護，通過壓力管道連接到保護地。或者流量計中所有的導體和換能器之間完全隔離的情況。同軸電纜連接時，要漏出大約13mm屏蔽層，如果是外折屏蔽層，則要漏出大約10mm芯線。連接芯線和屏蔽層到RIMOUSTT模塊上，具體如圖4所示。
3.4以太網網絡設置
在以太網網絡設置時，要先對電腦中的網絡適配器進行檢查，保證適配器處于正確配置狀態，網絡適配器連接到RICTRL的RICTRL的流程如何下:第一步，電機計算機“開始”按鈕，選擇打開控制面板，在開展面板中找到“網絡和.共享中心”。第二步，選擇更改適配器設置，點擊屬性。第三步，選擇選擇“InternetProtocolVersion4(TCP/IPv4)網絡協議版本4”，點擊“屬性”。第四步，選擇“使用以下IP地址”，進入“192.168.1.10”作為IP地址和“255.255.255.0”作為子網掩碼。點擊“確定”，重啟您的電腦(如需要)。
3.5標準模式中的系統配置
配置RICTRL應用，推薦的方法是在標準模式中:標準模式中允許如下工作:選擇主測量中的應用程序、配置次測量中的應用程序、添加模擬和數字輸入/輸出、定義數據記錄任務。
4結語
綜上所述，本文結合工程實例，分析了超聲波流量計在調水工程測流中的應用，分析結果表明，超聲波流量計測流精度、測流自動化等方面有顯著優勢。但在具體應用時，需要結合調水工程的實際情況，合理選擇同軸/雙層屏蔽電纜，合理設置以太網網絡，并在標準模式下進行系統配制，才能發揮出超聲波流量計應有的作用和價值，值得調水工程管理單位高度重視。
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