0引言(yán)
　　疏浚船舶(bo)泥漿流量(liàng)計是計算(suan)挖泥産量(liàng)、指導施工(gōng)操作的重(zhong)要設備之(zhī)一，所測流(liú)量🧡數據爲(wèi)施工管理(li)提供重要(yào)的決策依(yī)據[1]。現階段(duan)疏浚船舶(bó)泥漿流量(liàng)計多爲接(jie)觸式電磁(cí)流🔆量計，新(xīn)型超聲波(bo)及聲呐陣(zhen)列流量計(jì)💜應用于石(shí)油🌂化工、礦(kuàng)山采礦、鋼(gang)鐵㊙️等行業(yè)，應用于疏(shū)浚船舶的(de)案例較少(shǎo)[2]。疏浚船舶(bo)泥漿流👈量(liàng)計測量介(jie)質爲固液(yè)兩相流，施(shī)工過程複(fú)雜多變，衡(heng)量🔱泥漿流(liu)量計是否(fǒu)适用于疏(shū)浚船舶的(de)首要因素(su)爲測量🈲穩(wěn)定性，測量(liàng)的穩定性(xing)直接影響(xiǎng)着施工效(xiao)率；流量計(jì)的✊測量穩(wěn)定性與流(liu)量計的工(gong)作原理、安(ān)裝方式、使(shǐ)用壽命及(jí)測量介質(zhi)有着密切(qie)的關系。
　　将(jiang)新型超聲(shēng)波流量計(jì)、新型聲呐(na)陣列流量(liàng)計安裝在(zai)某絞⭕吸船(chuan)，測量介質(zhi)爲貝殼泥(ni)沙海水混(hùn)合液體🔞；通(tōng)過✔️對絞吸(xī)船施工🈲監(jian)測來記錄(lù)新型流量(liàng)計的流♈速(sù)數據🤞，并與(yǔ)絞吸船現(xian)役的電磁(cí)流量計所(suo)測流速數(shu)據對比分(fèn)析，通過對(duì)比可知🌈新(xin)型流量計(ji)是否适用(yong)于疏浚船(chuán)⛹🏻‍♀️舶。
1工作原(yuan)理
1.1電磁流(liú)量計
　　電磁(cí)流量計是(shì)利用法拉(la)第電磁感(gǎn)應定律制(zhì)成的一種(zhǒng)測量導🐇電(dian)🤞液體體🈲積(ji)流量的儀(yí)表；電磁流(liu)量計的基(ji)本原理是(shì)法拉第電(diàn)磁感應定(ding)律，即導體(ti)在磁場中(zhōng)切割磁力(lì)線運動時(shí)在其兩端(duan)産生感應(yīng)電動☎️勢[3]。如(ru)圖1所示，導(dǎo)電性液體(ti)在垂直于(yu)磁場的🧑🏽‍🤝‍🧑🏻非(fēi)磁性測量(liàng)管内流動(dòng)，與流動方(fāng)向垂直的(de)方向上産(chan)生與流量(liang)成正比👄的(de)感應電動(dòng)勢🧡，其值如(rú)下：
E=kBD`v
式中：E爲(wèi)感應電動(dong)勢；k爲系數(shu)；B爲磁感應(ying)強度；D爲測(ce)量管内徑(jìng)；`v爲平均流(liú)速。

體(tǐ)積流量：
Qv=πD2`v/4=πDE/4kB
　　由(you)上式可知(zhī)，體積流量(liàng)Qv與感應電(diàn)動勢E和測(cè)量管内徑(jìng)D成線性關(guan)🚶系，與磁場(chǎng)的磁感應(ying)強度B成反(fǎn)比，與其它(tā)物理參⛷️數(shu)無關。
1.2超聲(shēng)波流量計(jì)
　　超聲波流(liu)量計是利(li)用超聲脈(mò)沖在流體(tǐ)中傳播的(de)速度與流(liú)體的✏️速㊙️度(du)🔱有對⭐應的(de)關系，即順(shùn)流時的超(chāo)聲脈沖傳(chuan)播速度比(bǐ)逆流時傳(chuan)播的✨速度(du)要快，順流(liú)與逆流兩(liang)種超聲脈(mò)沖傳播的(de)時間差🌏越(yuè)大，則流量(liàng)越大原理(lǐ)[4]。如圖2所示(shì)流量計工(gong)作時，處在(zài)上遊👄的換(huan)能器發射(shè)調制後的(de)超聲波👅脈(mò)沖，爲順流(liú)🆚傳播，下遊(yóu)的換能器(qi)接收📐到脈(mò)沖後再返(fǎn)回一個相(xiang)同調制脈(mò)沖，該脈沖(chong)逆流傳播(bo)到上🤟遊換(huan)能器，根據(jù)兩束脈沖(chong)的傳播距(ju)離、傳播時(shi)間可以計(ji)算出聲速(su)、被測量介(jiè)質🏃🏻‍♂️流速。新(xin)型超聲波(bo)流量🔆計的(de)改進之處(chù)即在于這(zhe)個脈沖的(de)抗幹🈲擾性(xing)，脈沖由一(yī)個已知低(dī)頻波形去(qu)調制固定(ding)高頻😘，這樣(yàng)接收端可(ke)以進行波(bo)形比對，濾(lü)除常見的(de)介質噪聲(sheng)🏃🏻；計算聲波(bō)傳輸時間(jian)時采取波(bo)形鑒相，提(tí)高了聲波(bō)傳輸時間(jiān)的精度，進(jin)而提高流(liú)量計的測(cè)量精度。


2流量(liàng)計應用測(ce)試
2.1測試條(tiao)件
1）時間：2025年(nián)12月16日；
2）地點(diǎn)：廈門機場(chang)；
3）船舶：新海(hǎi)豚絞吸船(chuán)；
4）流量計型(xing)号：電磁流(liu)量計、便攜(xie)式外夾超(chao)聲波流量(liàng)計（4個⛱️探頭(tóu)✉️）、抱箍式聲(sheng)呐陣列波(bo)流量計；
5）流(liu)量計口徑(jìng)：DN850；
6）安裝位置(zhì)：排泥金屬(shǔ)主管道（如(ru)圖3依次爲(wèi)超聲波、聲(sheng)呐陣列、電(diàn)磁流量計(jì)）；
7）介質：貝殼(ké)泥沙海水(shui)混合液體(tǐ)（施工穩定(dìng)階段濃度(dù)🈲爲30%）
2.2測試準(zhun)備與開始(shi)
　　超聲波流(liu)量計的安(an)裝對管道(dào)要求較高(gāo)，安裝前需(xu)對管道的(de)内💞壁進行(háng)厚度測量(liàng)，測厚過程(cheng)中發現管(guan)道内壁厚(hou)薄不均勻(yún)❓，爲了📧避免(mian)管道表面(miàn)不平整導(dǎo)緻探頭信(xin)号衰減，安(an)裝🛀探頭時(shi)💁在其表面(mian)塗抹較厚(hòu)的耦合劑(ji)以此填補(bu)管道表面(miàn)凹痕。爲确(que)保測試原(yuan)始真實性(xing)，3種❤️流量計(jì)儀表通電(dian)後，除基👅本(ben)參數外，其(qí)餘優化參(can)數🛀🏻均❓不設(she)置。
　　測試準(zhǔn)備完成後(hòu)，對絞吸船(chuan)啓泵、停泵(bèng)及施工穩(wěn)定♊階段🔅流(liu)量計的應(ying)用情況進(jìn)行測試，并(bing)記錄測試(shi)數據。
3流量(liàng)計測試數(shu)據及分析(xi)
3.1施工穩定(dìng)階段測試(shi)
　　對施工穩(wěn)定階段中(zhong)3種流量計(ji)所測介質(zhi)流速數據(ju)🈲記錄，截取(qu)其中一段(duan)數據繪制(zhì)成曲線如(ru)圖4所示。

　　對(duì)曲線中3種(zhong)流量計所(suo)測介質流(liu)速數據做(zuo)比較分析(xī)，3種流量計(jì)所測流速(su)之間關系(xi)爲（系數爲(wèi)數據段的(de)平均倍🍉數(shu)）：
v超聲波=1.046v電(dian)磁
v聲呐=1.056v電(dian)磁
标準差(cha)是反映數(shù)據樣本内(nei)個體間的(de)離散型，流(liú)速🈚的标準(zhǔn)差可反映(yìng)
3種流量計(jì)測量的穩(wen)定性。
3種流(liu)量計所測(ce)流速數據(ju)的标準差(chà)分别爲：
s電(diàn)磁=0.54
s超聲波(bō)=0.51
s聲呐=0.47
　　由圖(tú)4及數據分(fen)析可知，因(yin)第1次測試(shì)，流量計儀(yí)表隻進🐪行(háng)初始參數(shu)設置，此次(cì)測試3種流(liu)量計流速(sù)波動都較(jiao)大。根據測(ce)🍉量情況，對(dui)3種流量計(ji)儀表參數(shu)進行優化(huà)設置，優化(huà)後再次進(jin)行測試，測(cè)試數據曲(qu)線如圖5所(suo)示。

選取其(qi)中一段相(xiang)對穩定的(de)數據進一(yī)步分析可(kě)知（選取的(de)樣本💘數與(yu)第1次測試(shi)相同）：
v超聲(sheng)波=1.031v電磁
v聲(shēng)呐=1.044v電磁
3種(zhong)流量計所(suo)測流速數(shù)據的标準(zhun)差爲：
s電磁(ci)=0.42
s超聲波=0.41
s聲(shēng)呐=0.35
　　綜上可(ke)知2次測試(shi)中3種流量(liang)計所測介(jiè)質流速之(zhī)間關系爲(wei)v聲呐>v超聲(sheng)波>v電磁；第(di)2次測試中(zhong)3種流量計(ji)所測流速(sù)較第1次更(gèng)加穩定，且(qie)聲呐陣列(liè)流量計所(suo)測流速依(yī)然是穩定(ding)，超聲🈲波流(liu)量計所測(ce)流速的穩(wěn)定性與電(dian)磁流量計(ji)所測流速(sù)的穩定性(xìng)相當。
3.2啓動(dòng)、停止測試(shì)
　　施工穩定(dìng)階段測試(shì)中用于分(fèn)析的數據(jù)是截取流(liú)量穩定後(hou)的一段，對(dui)于絞吸船(chuan)泥泵啓動(dong)初期、停止(zhǐ)時流量計(ji)所測流速(sù)數據沒有(you)進行比較(jiao)分析；爲綜(zōng)合分析施(shī)工各個階(jiē)段流量計(ji)測量情況(kuang)，将絞吸船(chuan)泥泵啓動(dong)初期、停止(zhi)時的流量(liang)計所測流(liú)速數據進(jin)🌈行對比分(fèn)析。截取測(ce)試中泥泵(beng)由停止再(zài)到啓動時(shi)的流量計(ji)所測流速(su)數據繪制(zhi)成曲線，如(rú)圖6所💚示。
　　由(you)圖6可知在(zài)泵停止階(jie)段，在流速(su)下降階段(duàn)聲呐陣列(lie)😘流量計相(xiàng)對有較大(da)的波動，超(chao)聲波及電(diàn)磁流量計(jì)相對穩定(ding)；小流速階(jiē)段💛，聲呐陣(zhèn)列流量先(xiān)無法測量(liang)到流速，後(hòu)出現間歇(xie)的抖動；超(chāo)聲波流量(liang)計和電磁(cí)流量計🔞所(suǒ)測流速相(xiàng)對平滑下(xià)降直到🆚流(liu)速爲0。在泵(beng)啓動初期(qi)，聲呐陣列(lie)流量計會(hui)有較大的(de)波動，超👄聲(shēng)波流量計(ji)和電磁流(liu)量計上升(shēng)相對穩定(ding)平滑。
　　新型(xing)聲呐陣列(liè)流量計所(suo)測介質流(liu)速在泵啓(qǐ)動階段雖(suī)然有較大(da)的波動，但(dàn)是能在短(duǎn)時間内穩(wen)定下來，因(yīn)⭕此波動不(bú)會對施工(gong)穩定階段(duan)産生較大(da)的影響。
4流(liu)量計固有(yǒu)特性分析(xī)
1）安裝方式(shì)
　　電磁流量(liang)計爲接觸(chu)式安裝，需(xū)安裝在管(guǎn)道上，安裝(zhuāng)時需拆卸(xie)管🌂道[6]；新型(xíng)超聲波流(liú)量計和聲(sheng)呐陣列流(liú)量計都爲(wèi)非接⭐觸式(shi)安裝，隻需(xu)對管路進(jìn)行處理後(hou)外夾在管(guǎn)路上即可(ke)。
2）使用壽命(ming)
　　安裝方式(shì)很大程度(du)上決定流(liu)量計的使(shi)用壽命；電(dian)磁流量計(ji)是接觸式(shi)安裝，流量(liang)計受介質(zhi)流動而磨(mo)🈲損，新型超(chāo)聲波流量(liang)計和聲呐(na)陣列流量(liang)計爲非接(jiē)🔱觸式安裝(zhuāng)，不受介質(zhì)流動影響(xiang)，故新型超(chao)聲波流量(liang)計與聲呐(na)陣列流量(liàng)計的使用(yong)壽命比電(diàn)磁流量計(jì)使用壽命(ming)長。

5結語
　　通(tong)過對新型(xíng)泥漿流量(liang)計測試含(han)貝殼泥沙(sha)海水混📞合(he)液✨體介質(zhi)并與現役(yi)電磁流量(liang)計對比可(kě)知，新型💋超(chao)聲波流量(liang)計⭐、聲呐陣(zhen)列流量計(ji)所測介質(zhì)流速大于(yu)現役電磁(ci)流量計所(suo)測介質流(liú)速；在施工(gōng)穩定階段(duàn)，新型聲呐(nà)陣列流量(liàng)計流速測(cè)量具有🌏更(geng)好的穩👄定(ding)性，新型超(chāo)聲波流量(liang)計與船舶(bó)現役電磁(cí)流量計🈚流(liú)速測量穩(wen)定性相當(dāng)。綜合考慮(lü)泥漿流量(liàng)計固有特(te)性及測試(shì)結果，新型(xíng)超聲波流(liú)量計與聲(sheng)呐陣列流(liu)量計流速(su)測量穩👄定(ding)性滿足疏(shu)浚船舶要(yao)求，适用⭐于(yú)疏浚船舶(bo)。

以上内容(róng)來源于網(wǎng)絡，如有侵(qīn)權請聯系(xì)即删除!