鄭寶昌，李培清，齊暢
（鞍山市自來水總公司 遼寧 鞍山114001）

　　摘要：對超聲波流量計雙向流計量進行了實地測量。測量結果表明不同生產商生產的超聲波流量計測量精度不同，實際應用時，應根據反向計量精度不同的特點，選擇合適的流量計。
　　關鍵詞：自來水；流量測定；超聲波流量計
　　中圖分類號：TH814 　　文獻標識碼：B 　　文章編號：1009－2455（2003）02－0069－02

　　為加強企業管理，加強考核，降低產銷差，國內許多水司采取了分區供水、分區計量的管理模式。我國很多城市為多水源供水，分區管線中存在雙向流，因此，必須分別計量同一根輸水管線向兩個方向的輸水量。帶著這一問題，我們對超聲波流量計雙向流計量進行了研究。

l 測試方案

　　由于國家計量技術機構對超聲波流量計雙向流計量的測試工作還沒有完全展開，也沒有這方面的標準實驗條件，因此，我們自己制定了實驗方案。首先，實驗必須滿足超聲波流量計的基本工作環境，即上游直管段長度大于10 D（直徑）、下游直管段長度大于5D；其次，實驗環境與實際應用條件相一致，即管段內水流方向改變時，超聲波流量計的上。下游傳感器與主機的相關位置不變，模擬超聲波流量計實際測量雙向流的工作環境。
　　根據以上要求，選定一眼水源深井作為實驗對象。測量管段為φ219無縫碳鋼管，壁厚7 mm，流速為 2.0 m/s左右，流量波動較小，基本為恒定流。上游直管段大于50D、下游直管段大于30D。測量管段為架空式。法蘭連接，現場空間廣闊, 安裝及測試條件均理想。測試過程采用相對標準表與被檢表在線比對的方法。

2 測試內容及結果

　　本次試驗一共有7臺超聲波流量計參加測試。
　　A１──FLB型進口使攜式超聲波流量計（相對標準表）；
　　A2──FLC1型進口便攜式超聲波流量計（被檢表）；
　　A3──FLC2型進口便攜式超聲波流量計（被檢表）；
　　B1──TDS－100P改進型國產固定式超聲波流量計（被檢表）；
　　C1──TDS－100P型國產固定式超聲波流量計（被檢表）；
　　C2──TDS－100P型國產固定式超聲波流量計（被檢表）；
　　C3──TDS－100P型國產固定式超聲波流量計（被檢表）。
　　C1，C2，C3為同型號表，是我們公司應用的超聲波流量計表主流表型，這次實驗的主要目的就是檢驗該型表是否適應雙向流的計量。
　　 實驗測試示意圖見圖1。

　　測試過程：①在線校準：首先對相對標準表A1和被檢表進行在線計量，然后進行誤差修正，再進行一次重復性實驗，檢驗修正后的被檢表誤差偏離程度，重復性實驗結果良好。②測試內容：相對標準表A1不動，A測量段上A2，B1，C1表上、下游傳感器接口進行交差互換，模擬反向流計量；B測量段旋轉180度，進行實際反向流計量，旋轉過程保持管段上傳感器不移位。實驗結果見表1：

表1 第一次測試數據

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測試內容 A1 A2 A3 B1 C1 C2 C3

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正向流計量／（m3·h^-1） 219.88 217.98 217.10 216.81 219.35 216.98 219.40 修正系數 1.0087 1.0075 1.0088 0.9971 1.0080 1.0022 正向流校準／（m3·h^-1） 217.35 220.57 220.15 219.98 220.08 220.42 218.23 重復性計量誤差／％ 0.1771 -0.0136 -0.0908 -0.0454 0.1090 0.4049 反向流計量／（ m3·h^-1） 215.48 220.76 222.04 220.35 230.18 214.36 219.53 反向流計量誤差／％ -0.4599 0.1172 -0.6448 3.7875 -3.3457 1.8795

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　　超聲波流量計的允許計量誤差為1.5％，從以上數據看出，A2，A3，B1表符合反向測量的要求，而C1，C2，C3表反向計量誤差超出允許范圍。
　　在此基礎上，我們又做了一次對比實驗。把A，B管段及所有流量計均恢復正向連接，在線校準后，把A測量段旋轉 180度，B測量段上 A3，C2，C3表上、下游傳感器接口交差互換測試。實驗結果見表2：

表2 第二次測試數據

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測試內容 A1 A2 A3 B1 C1 C2 C3

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正向流計量／（m3·h^-1） 218.72 220.86 217.10 216.81 219.35 216.98 221.01 修正系數 0.9903 1.0075 1.0088 0.9971 1.0080 0.9896 正向流校準／（m3·h^-1） 220.18 220.57 220.15 219.98 220.08 220.42 219.76 重復性計量誤差／％ 0.1771 -0.0136 -0.0908 -0.0454 0.1090 -0.1908 反向流計量／（ m3·h^-1） 221.78 220.76 222.04 220.35 230.18 214.36 227.68 反向流計量誤差／％ -0.4599 0.1172 -0.6448 37875 -33457 22603

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3 測試分析

　　兩次測試分別對A，B測量段的流量計進行了模擬反向流計量與實際反向流計量在線對比，結果一致，因此可以排除探頭安裝精度等人為因素的干擾。
　　原理上，超聲波流量計正、反向流計量的誤差是一致的，但測試結果卻表明并非如此，普通國產超聲波流量計正向計量合格，反向流計量超差，改進型國產表與進口表雙向計量測試誤差都在允許范圍內。經分析以及與生產廠家溝通，認為這種現象是由于超聲波流量計上、下游傳感器和上、下游通道電子器件性能匹配的一致性及器件靈敏度方面存在的差異造成的。說明超聲波流量計的性能對反向流計量的精度起決定性作用。

4 結論

　　超聲波流量計原則上可以用來雙向流計量，但在實際應用時必須注意不同的表型其反向計量的精度不同這一特點，選擇合適的表型。

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作者簡介：鄭寶昌（1970－），男，遼寧海城人，工程師。