1 概況 尊村灌區(qū)是山西省一座大型多級提水工程，由于渠道老化，淤沙沉積嚴(yán)重，上水損耗率比較高，而且各泵站測流誤差人為影響因素較大。2001年，為了加強(qiáng)管理，提高測流的精確性，尊村引黃灌溉管理局通過公開招標(biāo)，進(jìn)行UF-911型管道超聲波流量計安裝。 超聲波流量計主機(jī)為彩色液晶顯示，簡體中文WINDOWS操作界面。流速、流量、累計流量、管道工作狀態(tài)及對應(yīng)測量值的起止日期等參數(shù)均可同時顯示，并具有存儲功能。此外還可以現(xiàn)場打印測流數(shù)據(jù)或通過RS-485通訊口與公用LCU通訊實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。 UF-911流量計具有以下特點：能測特大流量，最大管徑可達(dá)15m，最大渠寬可達(dá)100m；測量精度高，對于有壓管道其測量精度可達(dá)±0.5%；對直管段長度要求低，在彎管附近也能進(jìn)行高精度測量；自動化程度高；通用性強(qiáng)，圓形管道（鋼管或混凝土管）、方形涵、開敞的明渠和河流都能測量，并且可以根據(jù)管路條件及對測量精度的要求，分別采用2，4，8聲道任意組合。 2 UF-911超聲波測流計工作原理 UF-911流量計采用時差法測流，在管壁上布置有2只換能器P1和P2，其間距（聲路長）為L，管中流速為v，c為靜止流體中的聲速，在水流作用下聲波沿正向傳播所經(jīng)歷的時間（稱為正向傳播時間T2）比逆向傳播所經(jīng)歷的時間（稱為逆向傳播時間T1）要短，超聲波測流正是利用這一時間差來實現(xiàn)的。正、逆向傳播時間表示為： T1=L /（C+Vcosθ）， T2=L /（C- Vcosθ）。 3 尊村灌區(qū)對安裝超聲波流量計的技術(shù)要求 3.1 含沙量 一級站抽水含沙量大，且有雜草（數(shù)量較少），流道結(jié)構(gòu)復(fù)雜。平均含沙量最大45.1kg/m3，最小4.51kg/m3。 二至七級泵站壓力管道輸水含沙量為10kg/m3～15kg/m3，最大不超過30kg/m3，懸移質(zhì)泥沙中大于0.05mm粒徑砂重量百分比小于5%。另外水流含有少量雜草。 3.2 水質(zhì) pH值為8.2，總硬度（以碳酸鈣計）為200mg/L。 3.3 氣候 工程地處內(nèi)陸，屬溫帶季風(fēng)型大陸氣候，干旱少雨。室外極端最高氣溫為42℃，極端最低氣溫為-15℃，輸水水溫最低為0℃，最高為25℃。相對濕度不大于80%。 3.4 工作參數(shù) 一級站為矩形擴(kuò)展型現(xiàn)澆鋼筋混凝土流道，二至七級站為圓形預(yù)應(yīng)力鋼筋管道（六至七級站出水管有一段鋼管）。一至七級站均為滿管壓力流。 工作壓力：0～0.6MPa， 管內(nèi)流速：0.5m/s～2.9m/s。 根據(jù)尊村引黃的實際，施工單位選用H110型外插式換能器和H210型500K內(nèi)貼式換能器進(jìn)行安裝。該換能器發(fā)射功率大，穿透力強(qiáng)，外殼及導(dǎo)流頭均為改性尼龍材料，具有良好的自潤滑性，抗泥沙磨損性強(qiáng)。其中內(nèi)貼式換能做成雙體備份結(jié)構(gòu)，安裝有2個探頭，即使一個工作受到影響，另外一個也可正常工作，大大延長了使用和檢修壽命。 4 安裝質(zhì)量控制 4.1 事前控制 4.1.1 開工前準(zhǔn)備工作 根據(jù)各泵站現(xiàn)場具體情況，施工單位進(jìn)場后要提供詳細(xì)的施工組織設(shè)計，報監(jiān)理部批準(zhǔn)實施，并積極進(jìn)行開工前準(zhǔn)備工作，經(jīng)監(jiān)理部檢查，及時發(fā)布開工令。 4.1.2 設(shè)備及原材料進(jìn)場檢查 設(shè)備到貨后，監(jiān)理單位會同建設(shè)單位駐工地代表施工單位共同開箱檢查驗貨，各種設(shè)備和型號必須符合采購合同要求，并有標(biāo)定證書、出廠合格證、產(chǎn)品說明書。安裝過程中所有用于現(xiàn)場的材料均必須有產(chǎn)品合格證，防止使用“三無”產(chǎn)品。 4.2 事中控制 施工單位要提供質(zhì)量體系文件或質(zhì)量手冊，質(zhì)量保證應(yīng)符合ISO 9001標(biāo)準(zhǔn)。 4.2.1 對儀器的要求 流量計的配置要適應(yīng)在引黃含泥沙水流介質(zhì)中使用，具有良好的抗泥沙磨損和可靠的測量精度，具體要求如下： 第一，7座泵站配7臺流量計，每臺流量計配1套擴(kuò)展主機(jī)箱。 第二，每面流量計屏需配置1臺UPS電源，為擴(kuò)展主機(jī)箱提供電源；配置可現(xiàn)場打印接口及打印機(jī)；配置與公用LCU進(jìn)行通信的RS-485接口；配置彩色液晶顯示器。 第三，在各級泵站最多達(dá)到8條壓力管道運行條件下，能準(zhǔn)確可靠地監(jiān)測過水流量，流量測量精度應(yīng)不低于±1.5%的要求，還應(yīng)能儲存累積過水流量，累計運行時間。 第四，主機(jī)箱內(nèi)應(yīng)裝有超聲波發(fā)射、接收系統(tǒng)和計算機(jī)系統(tǒng)，微機(jī)系統(tǒng)中的存儲單元應(yīng)有足夠的容量，應(yīng)有掉電保護(hù)功能，在裝置斷電時能保持所有數(shù)據(jù)不丟失，在主機(jī)箱面板上裝有液晶顯示器和操作鍵盤，可順序顯示同時工作的1臺至8臺水泵的流量測量結(jié)果，顯示參數(shù)為：瞬時流量、累積水量、管道流速及對應(yīng)測量值的起止日期等。累積水量在任何情況下都不能歸零。同時應(yīng)記錄流量計的開、停機(jī)時間。 第五，換能器配有專門的換能器安裝座，維修及更換外插式換能器時，不影響管道的正常工作。 4.2.2 主機(jī)安裝 主機(jī)安裝部位根據(jù)各泵站的情況合理布置，要便于管理和觀察。主機(jī)安裝就位后，連接好換能器電纜與電源線。 4.2.3 換能器 一級泵站：采用四聲道超聲波流量計，配置H210型500K內(nèi)貼式換能器，安裝部位在鋼筋混凝土出水管道上。 二至四級泵站：采用二聲道超聲波流量計，配置H210型500K內(nèi)貼式換能器，安裝部位在鋼筋混凝土出水管道上。 五級、六級泵站：采用二聲道超聲波流量計，配置H110型外插式換能器，安裝部位在出水管道的鋼直管處。 換能器的安裝與定位，是整個測流計安裝的關(guān)鍵，它有兩個要點：一是管道中心的確定，二是換能器的定位，換能器定位一般在管內(nèi)定位（對于外插式換能器的安裝，當(dāng)管徑直徑小于1.5m時，采用管外定位）。由于換能器底座有一定厚度，安裝過程中存在理論位置和實際位置的差值，所以在確定了換能器的理論位置后，一定要用專用工具進(jìn)行修正。修正方法嚴(yán)格按《超聲波測流儀安裝手冊》要求執(zhí)行。 4.2.4 電纜連接 現(xiàn)場安裝的射頻電纜要求保持整段電纜安裝，力求減少電纜接頭，與其它設(shè)備連接處要嚴(yán)格連接，電纜兩頭做識別標(biāo)記。 5 流量計調(diào)試 系統(tǒng)開機(jī)前必須做好以下幾項工作：流量計接在交流220V電源上，且符合要求；控制機(jī)箱面板電源開關(guān)處于“關(guān)”位置；換能器電纜已接好；已接好串行口和打印機(jī)；被測管道已充滿水。以上準(zhǔn)備工作就緒后開機(jī)，將實測參數(shù)及其它相關(guān)參數(shù)輸人流量計（包括通用參數(shù)、斷面參數(shù)、聲路參數(shù)）。檢查流量計自檢及各聲路的工作狀況，各測量數(shù)據(jù)的正確性流量計輸出（如串行口、打印機(jī)）的工作情況。進(jìn)人正常測量狀態(tài)后，觀察有無異常情況。 6 建議 第一，由于測流儀是一種比較精密的測流儀器，而且價格比較高，丟失和損壞對建設(shè)單位會帶來很大損失，所以應(yīng)加強(qiáng)防護(hù)和管理。 第二，超聲波流量計的使用，應(yīng)專人負(fù)責(zé)，在上崗前應(yīng)進(jìn)行崗前培訓(xùn)。 第三，備用換能器電纜接頭埋入地下不利于正常檢修維護(hù)，因此最好設(shè)置外置端線盒。