淺談山西省引黃工程連接段超聲波流量計的使用

      1 工程概述

      山西家寨引黃程連接段輸水管線，西起婁煩境內的汾河水庫，東至太原呼延水廠，全長近50km。輸水過程為：水由汾河水庫進水塔流入，經呼延水廠出水口流入呼延水處理廠，沿線設有3座減壓閥室，9座檢修閥室，71座排氣井、39座檢查井，39座排水井，通過18臺超聲波流量計監測各段流量，全年不間斷向太原供水。

      近年來工程中所見到的流量測控產品有：（1）葉輪機械表（如水表），它要求在流體中無雜質的情況下使用，因此使用范圍有限；（2）磁性測量儀表，它依靠磁性來測量流體的流量，但在大的工礦施工中難免會有鐵金屬以及礦物質的碎屑等因素，混在流體中會影響儀器的測試精度。隨著科技日新月異的發展，流量計也在不斷地更新換代，引黃工程連接段所使用的流量計――超聲波流量計，是一種新型流量計，它型號眾多，樣式各異，測量方法也不盡相同，可以彌補以上兩種測量流體儀器的不足，其最典型的有UIF-9800系列的超聲波流量計，采用插入式傳輸速度差測量法。山西家寨引黃工程連接段就是使用該型號8聲道超聲波流量計。

      2 簡介

      UIF-9800系列超聲波流量計是依照超聲波傳播速度差法研制出的新型流量測控產品。抗外界干擾能力強，由主機、擴展副機、換能傳感器和連接電纜等部分組成。安裝方式有屏裝式、臺式和壁掛式等。其主要特點為：測量精度高，性能穩定可靠，參數設置方便，可現地顯示、打印測量結果，也可將測量結果遠傳控制中心。可用于大型圓形、矩形的管道滿管流量測量；也可用于未滿管和明渠流量測量。廣泛用于大、中型供排水系統和水電站發電機組流量的測量。

      3 操作與維護

      3.1 操作

      3.1.1 初次操作，系統第1次開機前檢查如下工作

      1）供電交流電源或直流電源是否符合要求，電源穩定性如何；
      2）主機、副機、各換能器間電纜連接是否正確、牢固；
      3）被測管斷、充水情況：

      3.1.2 加電

      主機加電，預熱15min左右；注意主機斷電后需間隔大于3min后再加電，否則易損壞設備。開機后，6組顯示器分別顯示"OFF”和軟件版本字樣；2聲道顯示“1XX”，4聲道顯示“204”，8聲道顯示“109”。

      注意：XX表示版本更新次數；數字表示聲道路數，對于已調試完畢正常運行的設備，其各項參數均已輸入主機中，不必每次開機再重新輸入一次。

      3.1.3 測量過程中如何調看系統運行狀態

      1）自檢狀態在測量過程中任一時刻，只要鍵入“Ctrl-狀態”，則5#顯示器顯示自檢狀態碼“#8052-SELJS值”；6#顯示器自低位起依次顯示1#~7#管斷斷面的狀態碼“#8052-SELFS值”。

      2）鍵盤激活和人機對話。鍵入“Ctrl-A”系統便轉入人機對話，#l顯示器顯示“#”表示系統已準備接收一個參數、變量或功能子程序號。這3類號是由4位數字表示的，并以“回車”作為終止符，若鍵入號錯誤，則顯示“?”等待重新鍵人參數號及“回車”，#2顯示器則顯示當前值，等待修改。

      若直接鍵入“回車”則原參數值不變。若鍵人數值后再鍵入上述3種終止符，則系統首先對鍵入的數值進行正確性判斷，錯者則顯示“?”等待新鍵人參數。正確者則改變原參數值。

      注意：終止符“<”可使當前參數號、變量號、子程序號向前遞減；而終止符“>”可使其向后遞增。若參數或變量的值在內存中超出8位則顯示“- - - - - -”。

      注意：在人機對話方式下“#”后只有參數號、變量號和功能子程序號可被系統識別。

      參數是由操作者設定的，變量是由系統算出來的，僅由系統改變的值。只有個別變量可由操作人員復位，“?”指示是錯誤操作。

      3）鍵盤退出鍵入"9000"系統退出人機對話，進入循環測量。

      4）數值表示方法：整數表示法：只能取整數，沒有小數，輸入、顯示、打印均為整數。

      浮點數值表示法：XXXXEXX或XXXX-XX，輸入、顯示、打印可為整數，也可帶小數。

      3.2 維護

      3.2.1 常規檢查

      該設備自正常運行之日起，15d左右，由廠家調試人員進行次檢查，45d左右，進行第二次檢查，每次檢查內容有：

      1）利用設備自檢功能，循查各部分工作是否正常。
      2）檢查換能器座及換能器，連接電纜是否有松動、漏水、電纜芯線與地間是否漏電（500V檢測應不小于20MΩ）、損壞等現象，并及時處理故障隱患。
      3）查看冷風機工作是否正常，各箱體是否清潔。
      4）必需時對換能器與主機連接電纜進行絕緣，導通檢測對不合格電纜進行及時更換。
      5）在正常運行時，由用戶操作人員定期（一般為一季度）按以上步驟進行檢查。
      6）在運行過程中發現有較大問題時，應由具備維修資格的專業人員維修或及時通知廠家派專業人員維修，在維修過程中密切注意人身及設備安全。

      3.2.2 故障現象及排除

      排障應從流量計功能方面分析，由檢查正常工作時的狀態標志查找故障發生位置。

      1）正常工作狀態標志

      流量顯示：由流量顯示器可看出末位數字有些小變化為正常；如果沒有變化可能不正常，也可能是新的不合格的流量值被剔除，要進一步觀察。出錯指示燈：#2顯示器，正常狀態不亮，若閃動表明測得的數據有相當多無效；若連續亮則說明測得的數據均無效。

      2）故障分類

      UIF-9800超聲波流量計故障分類主要有：a.流量計單元；b.顯示器；c.電源；d.用戶接口。

      3）故障分析方法

      系統工作不正常的表現；收發訊是否提供測量數據；數據是否有效并加以采用；

      輸出裝置（顯示、打印、串行輸出）都出現一個共同問題，或是只有某一個出自廠。

      4）檢查故障出處方法

      計算機運行情況：檢查開機是否顯示"OFF”；鍵盤是否響應。

      收發訊板工作情況：自檢運行，SELFS為1時，收發訊工作為正常，SELFS為3時，則更換收發訊板。

      聲路工作情況：檢查PATHS時顯示2、3、5、6、表示聲路.或按收機增益有問題，顯示4、7可能是聲路，或予其期值參數TTOMX設定不正確。

      5）傳播時間情況

      計算傳播計數：

      超出了TTOMX建立的時間允差，則可能是聲路長和聲速設值不正確，應修正，否則間距很可能出在收發機或換能器上。也可用示波器查收發機上ENABLE信號和接收信號，或間距程序或參數等畫面。

      6）數據情況：打印參數表、審查參數；
      7）按MBS551板上復位按鈕；
      8）電源關閉，3min后重新啟動；
      9）使用備用板.對間距進行隔離。

      4 結語

      2002年10月試通水投入運行以來，該型8聲道超聲波流量計基本符合使用技術要求，能夠監測到萬家寨引黃工程連接段輸水的流量和累計流量，在工程中值得推廣及應用。但由于該產品本身檢測精度高，含技術成分大，目前還沒有測試精度更高的儀器或方法檢測該產品的準確性、穩定性，有待在日后運行中逐步認識它的優點。