1 概况
尊村灌区是山西省一座大型多级提水工程,由于渠道老化,淤沙沉积严重,上水损耗率比较高,而且各泵站测流误差人为影响因素较大。2001年,为了加强管理,提高测流的精确性,尊村引黄灌溉管理局通过公开招标,进行UF-911型管道超声波流量计安装。
超声波流量计主机为彩色液晶显示,简体中文WINDOWS操作界面。流速、流量、累计流量、管道工作状态及对应测量值的起止日期等参数均可同时显示,并具有存储功能。此外还可以现场打印测流数据或通过RS-485通讯口与公用LCU通讯实现数据共享。
UF-911流量计具有以下特点:能测特大流量,最大管径可达15m,最大渠宽可达100m;测量精度高,对于有压管道其测量精度可达?.5%;对直管段长度要求低,在弯管附近也能进行高精度测量;自动化程度高;通用性强,圆形管道(钢管或混凝土管)、方形涵、开敞的明渠和河流都能测量,并且可以根据管路条件及对测量精度的要求,分别采用2,4,8声道任意组合。
2 UF-911超声波测流计工作原理
UF-911流量计采用时差法测流,在管壁上布置有2只换能器P1和P2,其间距(声路长)为L,管中流速为v,c为静止流体中的声速,在水流作用下声波沿正向传播所经历的时间(称为正向传播时间T2)比逆向传播所经历的时间(称为逆向传播时间T1)要短,超声波测流正是利用这一时间差来实现的。正、逆向传播时间表示为:

T1=L /(C+Vcosθ),
T2=L /(C- Vcosθ)。
3 尊村灌区对安装超声波流量计的技术要求
3.1 含沙量
一级站抽水含沙量大,且有杂草(数量较少),流道结构复杂。平均含沙量最大45.1kg/m3,最小4.51kg/m3。
二至七级泵站压力管道输水含沙量为10kg/m3~15kg/m3,最大不超过30kg/m3,悬移质泥沙中大于0.05mm粒径砂重量百分比小于5%。另外水流含有少量杂草。
3.2 水质
pH值为8.2,总硬度(以碳酸钙计)为200mg/L。
3.3 气候
工程地处内陆,属温带季风型大陆气候,干旱少雨。室外极端最高气温为42℃,极端最低气温为-15℃,输水水温最低为0℃,最高为25℃。相对湿度不大于80%。
3.4 工作参数
一级站为矩形扩展型现浇钢筋混凝土流道,二至七级站为圆形预应力钢筋管道(六至七级站出水管有一段钢管)。一至七级站均为满管压力流。
工作压力:0~0.6MPa,
管内流速:0.5m/s~2.9m/s。