聲波流量檢測(cè)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(cè)量流體流量。與傳統(tǒng)的渦街、電磁等流量計(jì)相比，聲波流量計(jì)具有非接觸、無壓損、精度高、造價(jià)低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)量范圍寬等特點(diǎn)。尤其是聲波流量計(jì)體積小、造價(jià)與口徑無關(guān)，它解決了工業(yè)測(cè)量中大口徑測(cè)量設(shè)備制造、運(yùn)輸困難和造價(jià)高的突出問題，使它特別適合臨時(shí)管道、大口徑管道的流量測(cè)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(shì)對(duì)比從流量計(jì)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(jì)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(cè)量元件把流體連續(xù)不斷地分割成單個(gè)已知的體積部分，根據(jù)計(jì)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(cè)量流量的體積總量。其主要優(yōu)點(diǎn)是成本低且簡(jiǎn)單易于實(shí)現(xiàn)，價(jià)格便宜。

　　電磁式水表是利用導(dǎo)電性液體在垂直于磁場(chǎng)的非磁性測(cè)量管內(nèi)流動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與被測(cè)介質(zhì)的平均流速成正比，由此根據(jù)測(cè)得的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小計(jì)算出被測(cè)介質(zhì)的平均流速，從而可計(jì)算出流量值。其主要優(yōu)點(diǎn)是被測(cè)管道內(nèi)無運(yùn)動(dòng)和阻流部件，壓力損失小; 由于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)只與被測(cè)介質(zhì)流動(dòng)的平均速度有關(guān)，而與其流動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，因而電磁式水表的測(cè)量精度高，無機(jī)械慣性，反應(yīng)速度快，動(dòng)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(jì)量腔時(shí)，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(jì)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(jì)算出流體的平均速度進(jìn)而計(jì)算出流量值。射流水表測(cè)量靈敏度高，可以消除被測(cè)液體中氣泡或微小泥沙對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響; 其主要用于低雷諾數(shù)流體的流量測(cè)量，測(cè)量范圍寬，在低流量檢測(cè)時(shí)具有優(yōu)勢(shì)。

　　聲波水表利用聲波在流動(dòng)的液體中傳播時(shí)載有流體流量信息的原理，通過檢測(cè)穿過流體的聲波信號(hào)就可以得到所測(cè)流體的流速信息，后再根據(jù)相應(yīng)原理?yè)Q算成流量。聲波水表被測(cè)管道內(nèi)無任何運(yùn)動(dòng)、阻流部件，無磨損，壓力損失小; 靈敏度高，可檢測(cè)到流速的微小變化; 對(duì)被測(cè)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(jiǎn)單、便于維護(hù)，非常適合民用和工業(yè)測(cè)量。

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

　　外夾式聲波流量計(jì)，優(yōu)點(diǎn)：①外夾式聲波流量計(jì)的換能器安裝在管道外面，不與被測(cè)流體直接接觸，不存在換能器腐蝕、粘結(jié)等問題;②測(cè)量時(shí)，在管道內(nèi)部無任何測(cè)量部件，沒有壓力損失，不改變流體的流動(dòng)狀態(tài);③安裝簡(jiǎn)單方便，管道不用切斷，不用開孔，安裝時(shí)不用停流;④可以便攜使用，便于對(duì)有懷疑的其他流量計(jì)進(jìn)行比對(duì)。不足：①對(duì)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(cè)量精度相對(duì)低一些。

　　插入式聲波流量計(jì)，優(yōu)點(diǎn)：①安裝時(shí)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(jì)相比，測(cè)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(cè)流體接觸，易被腐蝕、結(jié)晶造成儀表測(cè)量不。

　　標(biāo)準(zhǔn)管段式聲波流量計(jì)，把換能器固定安裝在按照設(shè)計(jì)加工好的管段上，并且換能器直接與被測(cè)流體接觸。這種流量計(jì)能夠控制加工精度，同時(shí)可以測(cè)量管段的幾何尺寸，而且兩個(gè)換能器之間只有單一被測(cè)介質(zhì)，所以測(cè)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(duì)于大口徑管道定做價(jià)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(jì)。

　　綜上，聲波流量計(jì)在選型時(shí)必須綜合考慮度、安裝條件、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境等，選擇適合的流量計(jì)。

　　聲波流量計(jì)的安裝測(cè)量點(diǎn)的選取：①測(cè)量點(diǎn)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(jì)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(shí)，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(cè)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(duì)于外夾式聲波流量計(jì)，測(cè)量點(diǎn)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(shí)，采用V法安裝擴(kuò)大了聲程長(zhǎng)度，增加了順逆向聲波傳播時(shí)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(shí)聲波在管道中直接傳輸，沒有折射，信號(hào)衰耗小。

　　聲波流量計(jì)的應(yīng)用近年來，由于電子技術(shù)的，聲波流量計(jì)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(jì)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、商業(yè)計(jì)量和水利檢測(cè)等方面，例如，在市政行業(yè)的原水、自來水、中水、污水的計(jì)量中，聲波流量計(jì)具有程比，無壓損的特點(diǎn)，在測(cè)量度的同時(shí)提高了的輸水效率;在工業(yè)冷卻循環(huán)水的計(jì)量中，聲波流量計(jì)實(shí)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(jì)量、現(xiàn)場(chǎng)定期人工抄表和巡檢的管理模式。然而這種模式存在著計(jì)量和管理上的弊端，機(jī)械水表的高始動(dòng)流量、高壓損以及不可避免的自然磨損等因素導(dǎo)致計(jì)量失準(zhǔn); 人工定期抄表和巡檢不能及時(shí)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(dòng)讀表、實(shí)時(shí)監(jiān)控管理、正確計(jì)量、計(jì)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(shí)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(tái)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。