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                    超聲波水表技術特點與應用

                    時間:2022-05-27
                    超聲波水表技術特點與應用
                    摘要:本文首先分析了供水行業使用的機械旋翼水表初始流量高、壓力損耗高、供水單位功耗大的問題
                    詳細介紹了
                    超聲波水表的原理,比較了超聲波水表和機械旋翼水表的主要技術指標,詳細討論了超聲波水表的實際應用效果和經濟效益分析,提出了降低供水企業泄漏率、提高經濟效益的科學解決方案。
                    一、前言。
                    泄漏率一直是影響供水企業經濟效益的重要指標。我國一般城市的泄漏率達到30%,zui高達40%。高泄漏率的主要因素是機械旋翼水表(以下簡稱機械水表)的高啟動流量。在實際用水過程中,用戶經常使機械水表處于臨界狀態或低于啟動流量,導致用水量損失,導致泄漏率增加。
                    供水單位的功耗是影響供水企業經濟效益的另一個指標。機械水表的大壓損會增加供水單位的功耗。由于水資源和能源日益短缺,水價和電價不斷上漲。提高上述兩個指標不僅可以提高供水企業的經濟效益,而且對節水節能具有深遠的意義。然而,上述兩個因素都是由機械水表的原理決定的。為了從根本上解決問題,必須在測量技術上取得突破。
                    唐山匯中儀表有限公司利用超聲波測流原理成功開發的超聲波水表,徹底解決了機械水表啟動流量高、壓損大、精度低、使用壽命短等諸多問題。此外,它還具有無線抄表、付費管理等功能。以下是超聲波水表的原理。簡要介紹了超聲波水表與機械水表的主要技術性能指標的比較和實際應用效果。
                    二、超聲波水表測流原理。
                    超聲波測流原理是利用超聲波傳感器產生超聲波并在水中傳播;當超聲波在流動水中傳播時,速差與水流成正比。超聲波水表采用這一原理,也稱為速差法超聲波水表。下圖描述了超聲波水表的測量原理。
                    超聲波傳感器
                    它可以由數學模型推出:V-(tt1)。由于時間2>>V*Si,因此時間檢測分辨率為1ns,這是決定超聲波水表啟動流量的重要因素。
                    3.機械水表更換超聲波水表后,將在以下兩個方面產生顯著的經濟和社會效益:(以DN200水表為例)
                    1.節水效果:超聲波水表的啟動流量僅為0.6m3/h,而機械水表的啟動流量為2m3/h,差值為1.4m3/h。每天計算3小時小流量(小于2m3/h)。供水企業的年度損失可達1533m3,平均水價為4元/m3。供水企業每年損失約6000元,這是一個很大的數字;
                    2.節電效果:機械水表在常用流速1m/s(流量113m3/h)工作時,產生的壓力損失約為0.07mpa,即7m水柱,而超聲波水表的壓力損失幾乎為0;當供水泵效率為80%,年供水時間約為5000小時時時,超聲波水表每年可節能13457度。按0.8元/度計算,可節省10766元,這是一個不小的數字;
                    計算公式為:功損=流量*密度*重力加速*壓損。
                    功率損失=功率損失/泵效率*年運行時間/3600。
                    上述分析表明,超聲波水表更換機械水表后,考慮到實際運行中的各種因素,僅節水。保守估計,節能兩項年的經濟效益約為8000元。
                    四、應用效果:
                    截至2005年2月,近1000臺超聲波水表已陸續應用于100多家水司,用戶數量較多:青島。
                    蚌埠、濱州、中山、漳州、湛江、承德、龍海等水司。以下是超聲波水表應用效果的一些實例:
                    1.青島水司在凱旋家園安裝DN150超聲波水表與機械水表的對比試驗。45天后,超聲波水表比機械水表測量3.86%;
                    2.南京水司安裝DN200超聲波水表與機械水表串聯對比。經過近一年的對比實驗,超聲波水表比機械水表測量3.98%,隨著機械水表的磨損,兩者的差異越來越大;
                    3.沈陽水司在鐵西維華商場安裝了DN150超聲波水表,與新驗證的機械水表串聯對比,發現正常運行差別不大。21:30-0:00的流量大多在2m3/h左右,機械水表間歇測量,超聲波水表正常測量;0:00-8:00的流量基本低于2m3/h,低于機械水表的啟動流量,超聲波水表正常測量在0.3方以上。經過兩個月的觀察,超聲波水表可以挽回10%以上的損失。
                    4.沈陽醫科大學第二醫院安裝了DN150超聲波水表與機械水表串聯對比,白天流量約2m3/h。僅2004年10月,超聲波水表計量為2077m3,機械水表計量僅為833m3,超聲波水表比機械水表高150%,說明低流量效果更顯著。
                    5.成都水司在郫縣一生活小區安裝DN150.DN200超聲波水表與機械水表串聯對比。經過六個月的對比實驗,DN150超聲波水表比機械水表多5%左右,DN200超聲波水表比機械水表多10%左右;
                    6.滕州水司在其工業園區和酒廠安裝了兩臺DN150超聲波水表。經過一年的使用反饋,計量比過去機械水表多10%左右;
                    五、結束語。
                    超聲波水表的推出將是水計量的革命。上述應用實例的效果充分說明,超聲波水表的應用不僅具有顯著的經濟效益,而且在當今日益短缺的水資源和能源方面,其社會效益難以估計。
                    超聲波水表是作為管網供水的計量基礎部分也是不可或缺的,超聲波水表是通過檢測超聲波聲束在水中順流逆流傳播時因速度發生變化而產生的時差,分析處理得出水的流速從而進一步計算出水的流量的一種水表。
                    隨著社會的發展,目前超聲波水表已經逐漸取代傳統水表,這是因為超聲波水表對供水部門影響很大,其優勢完全超越普通水表。對于供水部門來說,可以更好的計量用水量,尤其是普通水表帶來的抄表不準、滴水漏水無法計量等問題,可以及時識別,具有計量范圍大、使用流量低、計量精度高的特點。即使是很小的水流也可以測試,以防止用戶進行非法取水等行為。
                    戶用超聲水表是公司將超聲波流體測量技術應用于民用領域的主要產品,是公司智能超聲水表類產品的重要收入來源。除戶用超聲水表外,公司大力推廣智能超聲水表在供水企業的商業化應用,結合供水企業的運營特點針對性研發出管網用超聲水表和超聲流量計,在幫助客戶提高運營效率的同時提升公司的盈利能力。此外,公司還創新性地將超聲波流體測量技術應用于市政消防領域,研發出智能消火栓,該產品推向市場后反應良好,收入增長較快。

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