淺述超聲波流量表體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和性能特點(diǎn)描述

　　超聲波水表不但比傳統(tǒng)的機(jī)械水表更精確可靠，而且便于實(shí)現(xiàn)電子化、智能化的計(jì)量管理，因此在水資源日漸緊缺，能源管理朝智能化發(fā)展的背景下，用超聲波水表取代機(jī)械水表將是大勢(shì)所趨。然而目前超聲波水表的發(fā)展受到了質(zhì)量不穩(wěn)定、開(kāi)發(fā)和制作成本高等因素的制約。其中，超聲波基表的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及超聲波流量傳感器的 選擇和配對(duì)對(duì)水表的性能起到了至關(guān)重要的影響。因此，選用性能穩(wěn)定、匹配良好的超聲波流量傳感器，并配以結(jié)構(gòu)合理的測(cè)量管段，是提高超聲波水表可靠性和一致性的關(guān)鍵。

　　目前市面上的超聲波水表普遍使用金屬材質(zhì)的基表，成本較高，而且銅材質(zhì)的管段老化后有可能會(huì)釋放出有害重金屬。為了滿足小流量飲用水的計(jì)量需求并克服以上不足，奧迪威公司開(kāi)發(fā)了一款DN15的超聲波流量表體（基表）——HS0014-000。這款流量表體由一對(duì)超聲波流量傳感器和一段聚合物材質(zhì)的管段組成，是超聲波水表的主要測(cè)量部件。

      HS0014-000采用奧迪威自主開(kāi)發(fā)的流量傳感器，與管段匹配良好，且經(jīng)過(guò)篩選配對(duì)和嚴(yán)格的測(cè)試，保證了產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性。其管段采用食品級(jí)的原材料制成，符合GBT17219-1998《生活飲用水輸配水設(shè)備及防護(hù)材料衛(wèi)生安全評(píng)價(jià)規(guī)范》，且比金屬表體更不易結(jié)水垢，提高了長(zhǎng)時(shí)間測(cè)量的穩(wěn)定性。管段材質(zhì)為耐高溫、抗變形能力強(qiáng)的工程塑料，通過(guò)一次注塑成型，避免了金屬制管段加工的復(fù)雜性以及多次機(jī)加工產(chǎn)生的尺寸差異，因此具有很好的一致性。

圖1 HS0014-000的構(gòu)造圖

     HS0014-000主要由一根塑料管段、一對(duì)傳感器和兩塊放置在管段中的反射片構(gòu)成。反射片采用插入式方式組裝，為一體沖壓成型。反射片較小的體積降低了其在管道內(nèi)部對(duì)水流的阻礙作用，同時(shí)也減小了對(duì)壓損的影響；反射片前段對(duì)有導(dǎo)流作用，保持了管段內(nèi)部的流場(chǎng)均勻性，使各區(qū)域流速變化更小，有利于提高測(cè)量精度。

　　管段兩端口徑采用由小變大的漸變形流線設(shè)計(jì)，兩端較大口徑部分到內(nèi)部縮徑采用圓弧過(guò)渡，提高了速度分布均勻性，避免了因管道內(nèi)部產(chǎn)生臺(tái)階而引起的渦流，有利于超聲波信號(hào)的穩(wěn)定傳輸。圖2和圖3為管段的流場(chǎng)仿真圖，模擬的是2500L/H時(shí)的流場(chǎng)分布。