标准超声波流量计在污水处理终端排放计量系统现场校准中的运用

　　污水处理终端的排放计量一般是以速度式流量计和明渠流量计为主构成的、以直接测量封闭管道中满管流流动速度为原理的终端排放计量系统。众所周知, 大管径、大流量及各类明渠、暗渠的测量是相当困难的。此外, 一般的流量计随着管径的增大会带来制造和运输上的困难, 且有不少流量只适用于圆型管道, 而且造价高、能耗大、安装不便, 但是, 这些问题超声波流量计均可避免, 且超声波流量计对介质几乎无要求; 并且其流量测量的准确度几乎不受被测流体温度、压力、密度、黏度等参数的影响。所以, 笔者将超声波流量计用于针对以速度式流量计和明渠流量计为主构成的污水处理终端排放计量系统的校准, 结果证明其能大大提高流量测量仪表的性价比。

　　封闭管道用超声波流量计按测量原理分类有传播速度差法(包括时差法、相位差法和频差法)、多普勒法、波束偏移法、噪声法、漩涡法、相关法和流速- 液面法。在此,仅着重介绍目前用得最多的传播速度差法之时差法。

　　一、超声波流量计的时差法测量原理与超声波流量计的结构

　　时差法是指声波在流体中传播, 与在静止的流体中相比, 在顺流方向声波传播速度会增大, 逆流方向则减少, 同一传播距离在两个方向上就有不同的传播时间。利用传播速度之差与被测流体流速之关系求取流速, 即为传播时差法。

　　超声波流量计主要由超声波换能器、电子线路及流量显示和积算系统 (或超声波换能器和转换器) 组成。换能器和转换器间用专用的信号线连接。夹装式换能器通常还需配用安装夹具和耦合剂。

　　夹装式超声波流量计在使用前需测出测量管内径,并输入转换器中。

　　二、以标准夹装式超声波流量计检测污水处理终端的排放计量系统的不确定度分析

　　1.测量方法

　　检测时首先按标准超声波流量计使用说明书要求,安装标准超声波流量传感器, 以使流量信号符合满流测试条件。

　　(1)确定系统管道直径

　　在系统试验直管道区域内均匀选择不少于3个点L(L1、L2、L3 Ln), 每个点用钢卷尺测量系统管道周长并计算管道直径, 各点直径误差小于0.2%, 则各点直径的平均值为系统管道的直径。

　　注: 如果各L点直径误差超过0.2%, 则重新确定系统管道直径。

　　(2)确定系统管道壁厚

　　对选择的各点L(L1、L2、L3 Ln) 用超声波测厚仪进行壁厚测试, 每个点沿圆周均匀选择不少于4个点p(p1、p2、p3、p4 pn) 进行管道壁厚测试, 各p点的平均值为该圆周L点的管道壁厚, L1、L2、L3 Ln各点的管道壁厚误差≤0.3mm, 则各L点管道壁厚平均值为系统管道壁厚。