德国思科 德尔塔波超声波多功能流量计

进行 “满管、不满管、明渠及河流” 的流量精确测量。
　
一.概述

大家知道，市场中有各种各样的流量计，但是对于满管、不满管、明渠或通常意义河流的流量达到精确测量是比较困难，费用也很昂贵，而且维护量极大。针对这一难点和市场对欲达到计量级的测量，德国思科-控制公司（Systec-Controls）研制出了德尔塔波（Deltawave）超声波多功能流量计。这种流量计主要的运用领域和主要指标为：

1.测量污水处理厂的进水，出水流量，继而可以计量污水处理的能力；计算相关用户（部门）的排污费用；

2.测量电站的冷却水流量。从而可以计算电厂对自然资源占有的费用，无论是用什么方式（金属/水泥管道，明渠），满管或者不满管；

3.为了计算水轮机的工作效能，通常需要是按照国际ISO60041标准进行流量计算；该流量计可以达到该标准所需要的流量测量精度；

4.测量明渠流量；明娶可以是规则的，或者不规则的截面，不需要专门为建设梯形截面；

5.测量河流的流量，可以测量50米宽的河截面，最宽可以到150米；

6.适用于小流量的测量， 最小分辨率为0.01m/s; 通常希望的管道是大于500毫米的管径（主要是从经济性角度出发）；满管的精度可以达到0.5%，不满管的可以达到1%;

7.测量精度可以随探头的数量增加而提高, 探头的数量可以是一对(二个), 增加到最多12对(24个);

8.一套流量计算机可以最多支持四个测量点，它们之间的距离只要在200米之内。

可见, 该产品的特性可以用三个词来概括描述：精确、经济和可靠。

二、 精确性

对于不满管的管路或者明渠的流量测量，其流体条件严重受到各种自然因素影响和制约，如上下坡的变化梯度，河床的变化，液位的变化，以及由于风产生的液体波浪起伏。而使用大家所熟悉的方法，如使用测量罐状液位的方法，或者使用超声波多谱勒测距方法，在理想状况下，这些方法是可行的；但是在上述各种干扰因素下，导致测量结果是不尽人意的，因为这些方法没有办法考虑和处理这些干扰和因素，所以无法实行精确测量。思科公司该产品的解决方案是将液位测量与高精度的多通道超声波时域测量方法相结合。该测量系统中，超声波探头数量可以最多达到16对（32个）/测量点，数量多少是根据系统对精度的要求，渠道的形状变化情形决定，而流量计算机可以按照模块化方式进行智能处理。所以说，精度是可以变的，它与系统对精度的要求和由被测介质的管道结构决定的。

通常，一台流量计算机可以同时处理4个分别独立的测量点，在计算机中为“多通道”独立处理。意味着每个测点平均占有的探头对数为4对（8个探头）。当然，用户可以根据需要在这4个点中进行合理/适当的调整分配。对有些点需要高精度，就可以增加某些点的探头对数，从而可以提高灵活性。这一特点对于在水轮机效率分析计算中尤其明显，将附近几个测点集中使用一台流量计算机，然后根据不同测点对精度的要求进行探头数量的分配，以保证水轮机入水量和出水量的精度。使整个投资成本是随的精度的要求而变化。使用德尔塔波可以达到ISO60041中对水轮机水流量的测量精度要求，满管时，测量优于读数的0.5%，不满管时为优于读数的1.0%。请读者注意到，这里指的精度不是理想状态下的精度，而是在各种干扰和影响之下的精度指标。

这种具有专利、具有创新的独特高技术产品，德尔塔波不仅可以测量出流体不同液位下的流速，而且同时可以测量被测截面的尺寸，不需要建设任何梯形截面或者什么巴歇尔槽等，来确定被测截面的精确尺寸。所以该技术提供的产品可以确保测量出的截面的流量。大家知道，各种自然水（河流）有大量的泥沙，由于流体通常是上面流的快，下面流的慢，使各种截面的面积无法保持固定的常数，需要大量的维护。所以目前市场中的大量明渠流量计仅仅依靠测量液位和槽/堰，是远远不够的，是无法长期保证精度。

三´ 经济性

在测量明渠流量中，目前大多数国内外流量计都要求首先进行渠道改造，进行土建工程，在渠道中砌出一种特定的结构，如巴歇尔槽，三角堰，矩形堰，线性堰，或者什么Pb管等，其目的是砌出一个精确得截面，以便于计算截面面积。或者通过其他方式（如吸虹管）将明渠测量（不满管）方式转化为满管方式，这是目前大多进行明渠流量/不满管流量的基本前提和方法。这将需要对相应的槽/堰有相当的要求，造成成本上升。同时在流量比较大时，会出现水从槽/堰顶溢出，造成洪水的危险，因为各种槽/堰都会出现不同程度的收缩。

而德尔塔波就完全不需要进行任何土建工程，只是将装有超声波发射/接受器的导轨用螺丝/电焊固定在河床或者已有的渠壁上，就可以了。由于一系列探头是安装在导轨上，就很容易进行整体更换。

除此之外，德尔塔波可以免维护地和免调校正常运行多年以上。若一旦出现测量问题，系统和通过报警自动向工作人员报警。通常讲，不需要固定周期地维护和检修。若根据如ISO标准要求定期维护的话，使用者可以运行流量计算机中的自诊断功能，运用自行生成的一组自诊断数据进行传输，进行比较和检验，就可以发现运行过程中的任何错误、变化，可以发现是否有信号丢失或者异常。

该产品除进行流量测量，还可以检测出液体中的颗粒含量，测量出液体的浊度。它可以在污水处理厂进行质量控制，使整个系统达到优化。从一定程度讲，它可以起到浊度仪的某些作用，说明它本身是一种多用途的仪器。

四． 可靠性

思科公司在超声波流量测量领域已经研究了近10年，新的德尔塔波产品就是这些研究的结晶和产物。它本身是一个高可靠性的产品。整个产品是按模块化设计，引入了多处理器的电气隔离概念。主板中的的核心是是一块64位微处理器，它与其他输入/输出模板都是严格的电气隔离，所有的I/O板也有自己的微处理器和独立的电源，板与板之间是通过总线系统相连接和交换数据。所以局部的失效不会引起全局的瘫痪。

在采用多通道测量模式时，一个测量区域内可以采用冗余测量，即同一个被测流量，在不同的点安置探头作为冗余测点，这样提高了系统的可靠性，同时测量值要比单通道的测量在稳定性上更平滑稳定。


标准墙装式超声波接受/发射器