聲波流量檢測技術(shù)是近年來迅速發(fā)展起來的新技術(shù)，它利用聲波在流體中傳播所載的流體流速信息來測量流體流量。與傳統(tǒng)的渦街、電磁等流量計相比，聲波流量計具有非接觸、無壓損、精度高、造價低、結(jié)構(gòu)簡單、測量范圍寬等特點。尤其是聲波流量計體積小、造價與口徑無關(guān)，它解決了工業(yè)測量中大口徑測量設(shè)備制造、運(yùn)輸困難和造價高的突出問題，使它特別適合臨時管道、大口徑管道的流量測量，在工業(yè)供水系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。

　　聲波水表優(yōu)勢對比從流量計誕生到現(xiàn)在為止，根據(jù)力學(xué)、熱學(xué)、聲學(xué)、電學(xué)、光學(xué)、原子物理學(xué)等不同原理研制出的不同用途的流量計種類繁多。下面介紹幾種目前市面上常見的水表。

　　機(jī)械式水表是利用機(jī)械測量元件把流體連續(xù)不斷地分割成單個已知的體積部分，根據(jù)計量室逐次、重復(fù)地充滿和排放該體積部分流體的次數(shù)來測量流量的體積總量。其主要優(yōu)點是成本低且簡單易于實現(xiàn)，價格便宜。

　　電磁式水表是利用導(dǎo)電性液體在垂直于磁場的非磁性測量管內(nèi)流動時會產(chǎn)生感應(yīng)電勢，感應(yīng)電動勢的大小與被測介質(zhì)的平均流速成正比，由此根據(jù)測得的感應(yīng)電動勢的大小計算出被測介質(zhì)的平均流速，從而可計算出流量值。其主要優(yōu)點是被測管道內(nèi)無運(yùn)動和阻流部件，壓力損失小; 由于感應(yīng)電動勢只與被測介質(zhì)流動的平均速度有關(guān)，而與其流動狀態(tài)無關(guān)，因而電磁式水表的測量精度高，無機(jī)械慣性，反應(yīng)速度快，動態(tài)特性好。

　　射流水表是利用附壁效應(yīng)研制成的。當(dāng)封閉管道中的流體進(jìn)入射流計量腔時，由于存在射流附壁效應(yīng)和射流反饋控制作用，使流體在計量腔中發(fā)生振蕩，該振蕩頻率在一定流量范圍內(nèi)與流體流經(jīng)管道的流速或體積流量成正比，從而計算出流體的平均速度進(jìn)而計算出流量值。射流水表測量靈敏度高，可以消除被測液體中氣泡或微小泥沙對測量結(jié)果的影響; 其主要用于低雷諾數(shù)流體的流量測量，測量范圍寬，在低流量檢測時具有優(yōu)勢。

　　聲波水表利用聲波在流動的液體中傳播時載有流體流量信息的原理，通過檢測穿過流體的聲波信號就可以得到所測流體的流速信息，后再根據(jù)相應(yīng)原理換算成流量。聲波水表被測管道內(nèi)無任何運(yùn)動、阻流部件，無磨損，壓力損失小; 靈敏度高，可檢測到流速的微小變化; 對被測介質(zhì)幾乎無要求; 具有極寬的量程比，且聲波水表結(jié)構(gòu)簡單、便于維護(hù)，非常適合民用和工業(yè)測量。

　　聲波流量計的選型為確保流量計正常投運(yùn)，儀表選型至關(guān)重要。聲波流量計根據(jù)換能器的安裝方法不同可分為外夾式聲波流量計、插入式聲波流量計和標(biāo)準(zhǔn)管段式聲波流量計。聲波流量計的選型主要是根據(jù)計量要求選擇適合的流量計。

　　外夾式聲波流量計，優(yōu)點：①外夾式聲波流量計的換能器安裝在管道外面，不與被測流體直接接觸，不存在換能器腐蝕、粘結(jié)等問題;②測量時，在管道內(nèi)部無任何測量部件，沒有壓力損失，不改變流體的流動狀態(tài);③安裝簡單方便，管道不用切斷，不用開孔，安裝時不用停流;④可以便攜使用，便于對有懷疑的其他流量計進(jìn)行比對。不足：①對管道條件要求較高，應(yīng)確定管道材質(zhì)、管道外徑、壁厚、襯里材質(zhì)和厚度等;②測量精度相對低一些。

　　插入式聲波流量計，優(yōu)點：①安裝時不用停流，使用安裝工具在管道上開孔，換能器直接穿插在孔內(nèi);②與外夾式聲波流量計相比，測量精度較高，不受管道銹蝕、結(jié)垢等的影響。不足：換能器直接與被測流體接觸，易被腐蝕、結(jié)晶造成儀表測量不。

　　標(biāo)準(zhǔn)管段式聲波流量計，把換能器固定安裝在按照設(shè)計加工好的管段上，并且換能器直接與被測流體接觸。這種流量計能夠控制加工精度，同時可以測量管段的幾何尺寸，而且兩個換能器之間只有單一被測介質(zhì)，所以測量度較高，但是，不足是安裝麻煩，需要斷流，割開管道安裝，而且對于大口徑管道定做價格較高，因此除非特殊要求一般不建議選用此種聲波流量計。

　　綜上，聲波流量計在選型時必須綜合考慮度、安裝條件、現(xiàn)場環(huán)境等，選擇適合的流量計。

　　聲波流量計的安裝測量點的選取：①測量點應(yīng)盡量選擇距離上游10倍直徑、下游5倍直徑以內(nèi)均勻直管段，以確保流體所需的流速分布;②流量計盡可能水平或垂直安裝，管內(nèi)必須充滿流體，當(dāng)換能器安裝在傾斜管道上時，不要裝在上部和底部，以免管道內(nèi)的氣體或雜質(zhì)進(jìn)入測量聲道，應(yīng)盡可能使換能器處于和水平面成45度角的范圍內(nèi);③對于外夾式聲波流量計，測量點管道內(nèi)壁不能有過厚結(jié)垢層，盡量選擇無結(jié)垢的管段且應(yīng)具有良好的導(dǎo)聲性能。

　　換能器安裝方式

　　①V法安裝

　　適用于管徑較小時，采用V法安裝擴(kuò)大了聲程長度，增加了順逆向聲波傳播時間;

　　②Z法安裝

　　Z法安裝方式一般適用于DN200以上管道，使用Z法安裝時聲波在管道中直接傳輸，沒有折射，信號衰耗小。

　　聲波流量計的應(yīng)用近年來，由于電子技術(shù)的，聲波流量計發(fā)展很快，且日益完善，越來越顯示出其性。各種聲波流量計已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、商業(yè)計量和水利檢測等方面，例如，在市政行業(yè)的原水、自來水、中水、污水的計量中，聲波流量計具有程比，無壓損的特點，在測量度的同時提高了的輸水效率;在工業(yè)冷卻循環(huán)水的計量中，聲波流量計實現(xiàn)了在線帶壓安裝和在線標(biāo)定。

　　前景展望目前，供水企業(yè)大部分采用機(jī)械水表計量、現(xiàn)場定期人工抄表和巡檢的管理模式。然而這種模式存在著計量和管理上的弊端，機(jī)械水表的高始動流量、高壓損以及不可避免的自然磨損等因素導(dǎo)致計量失準(zhǔn); 人工定期抄表和巡檢不能及時發(fā)現(xiàn)和解決水表故障問題等。所以現(xiàn)在很多城市水司都在積極構(gòu)建自己的能夠自動讀表、實時監(jiān)控管理、正確計量、計算售水量的水資源信息管理系統(tǒng)。聲波水表配合GPRS /GSM 無線通信技術(shù)及相關(guān)軟件讓水資信息管理系統(tǒng)的構(gòu)建能更輕松的實現(xiàn)。現(xiàn)在自來水司工作人員只需坐在辦公室的電腦前，通過供水管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)( GIS) 平臺就可以查看區(qū)域內(nèi)用戶用水信息和管網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)信息。

　　無論是GIS、SCADA 系統(tǒng)還是供水科學(xué)調(diào)度系統(tǒng)，能讓這些系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運(yùn)行的前提都是數(shù)據(jù)的支撐，而這些重要的數(shù)據(jù)是靠智能水表來獲得的，而聲波水表在智能水表中的性是顯著的。