0引言(yan)
　　疏浚船舶(bo)泥漿流量(liàng)計是計算(suan)挖泥産量(liang)、指導施工(gōng)操作的重(zhòng)要設備之(zhi)一，所測流(liú)量數👣據爲(wei)施工管理(li)提供重要(yào)的決策依(yi)據🌍[1]。現階段(duàn)疏浚船舶(bó)泥漿流量(liàng)計多爲接(jiē)觸式電磁(ci)流量計，新(xin)🛀🏻型超聲波(bo)及聲呐陣(zhèn)列流量計(ji)應用于石(shí)油化工、礦(kuang)山采礦、鋼(gāng)鐵等行業(yè)，應用于疏(shū)浚船舶的(de)案例較少(shao)[2]。疏浚船舶(bó)泥漿流量(liàng)計測量介(jie)質爲固液(yè)兩相流，施(shi)工過程複(fu)雜多變，衡(héng)量泥漿流(liú)量計是否(fǒu)适用于疏(shū)浚船舶的(de)🔞首要因素(sù)爲測量穩(wen)定性，測量(liàng)的穩定性(xìng)直接影響(xiang)着施工效(xiao)率；流量計(ji)的測量穩(wěn)定性與流(liu)量計的工(gong)作原理、安(an)裝方式、使(shǐ)用壽命及(jí)測量介質(zhì)有着密切(qie)的關系。
　　将(jiang)新型超聲(sheng)波流量計(ji)、新型聲呐(nà)陣列流量(liang)計安裝在(zai)某絞吸船(chuán)，測量介質(zhi)爲貝殼泥(ni)沙海水混(hùn)合液體；通(tong)過對絞吸(xi)船施工監(jian)測來記錄(lu)新型流量(liang)計的流速(sù)數據💚，并與(yu)絞吸船現(xiàn)役的電磁(cí)流量✨計所(suo)測流速數(shù)據對比分(fèn)析，通過對(dui)比可知新(xīn)型流量計(jì)是否适用(yong)于疏浚船(chuan)舶。
1工作原(yuan)理
1.1電磁流(liu)量計
　　電磁(ci)流量計是(shi)利用法拉(lā)第電磁感(gǎn)應定律制(zhì)成的一種(zhong)測量導電(diàn)液體體積(ji)流量的儀(yi)表；電磁流(liú)量計的基(ji)本原理是(shì)法拉第電(diàn)磁感應定(dìng)律，即導體(ti)在磁場中(zhōng)切割磁力(li)線運動時(shi)在其兩端(duan)💰産生感應(yīng)電動勢[3]。如(rú)圖1所示，導(dǎo)電性液體(ti)在垂直㊙️于(yú)磁場的非(fei)磁性測量(liang)管内流動(dòng)，與流動方(fang)🏒向垂直的(de)方向上産(chan)生與流量(liang)成正比的(de)感應電動(dong)勢，其值如(rú)下：
E=kBD`v
式中：E爲(wei)感應電動(dòng)勢；k爲系數(shù)；B爲磁感應(yīng)強度；D爲測(cè)量管内徑(jing)；`v爲平均流(liú)速。

體(ti)積流量：
Qv=πD2`v/4=πDE/4kB
　　由(you)上式可知(zhī)，體積流量(liang)Qv與感應電(dian)動勢E和測(ce)量管内徑(jing)🔞D成線性關(guān)系，與磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強度B成反(fǎn)比，與其它(tā)物理參數(shù)無關。
1.2超聲(shēng)波流量計(ji)
　　超聲波流(liu)量計是利(lì)用超聲脈(mo)沖在流體(ti)中傳播的(de)速度與流(liu)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(bi)逆流時傳(chuán)播的速度(du)要快，順流(liu)與逆流兩(liǎng)種超❓聲脈(mo)沖傳播的(de)時間差越(yuè)大，則流量(liang)越大原理(lǐ)[4]。如圖2所示(shì)流量計工(gōng)作時🌈，處在(zai)上遊的換(huan)能器發射(shè)調制後的(de)超聲波脈(mo)沖，爲順流(liú)傳播，下遊(you)的換能器(qi)接收到脈(mò)沖後再返(fan)回一個相(xiàng)同調制脈(mo)沖，該脈沖(chòng)逆流傳播(bo)到上遊換(huàn)能器，根據(jù)兩束脈沖(chòng)的傳播距(jù)離、傳播時(shí)間可以計(jì)算出聲速(su)、被測量介(jiè)質流☎️速。新(xin)型超聲波(bō)流量計的(de)改進之處(chu)即在于這(zhè)個脈沖的(de)抗幹擾性(xìng)，脈沖由一(yī)個已知低(dī)頻波形去(qu)調制固定(dìng)高頻，這樣(yàng)接收端🎯可(ke)以進行波(bō)形比對，濾(lü)除常見的(de)介質🥰噪聲(shēng)；計算聲波(bo)傳輸時間(jian)時采📐取波(bō)形鑒相，提(ti)高了聲波(bo)傳輸🌐時間(jian)的精度，進(jìn)而提高流(liu)量計的測(cè)量精度。


2流量(liang)計應用測(cè)試
2.1測試條(tiao)件
1）時間：2025年(nian)12月15日；
2）地點(dian)：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(chāo)聲波流量(liang)🌏計（4個😘探頭(tou)）、抱箍式聲(shēng)呐陣列波(bō)流量計；
5）流(liú)量計口徑(jing)：DN850；
6）安裝位置(zhì)：排泥金屬(shǔ)主管道（如(rú)圖3依次爲(wei)超聲波、聲(shēng)呐♋陣列、電(dian)磁流量計(jì)）；
7）介質：貝殼(ké)泥沙海水(shui)混合液體(ti)（施工穩定(ding)階段濃度(du)爲30%）
2.2測試準(zhǔn)備與開始(shǐ)
　　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(liang)，測厚過程(chéng)中發現管(guǎn)道内壁厚(hou)薄不均勻(yun)，爲了避免(mian)管道表面(mian)不平整導(dao)緻探頭信(xìn)号衰減，安(ān)裝探頭時(shí)在其表面(mian)塗抹較厚(hou)的耦合劑(ji)👈以此填補(bǔ)管道表面(miàn)凹痕。爲确(què)保測試原(yuán)💞始真實性(xing)，3種流量計(ji)儀表通電(dian)後，除基本(běn)參數外，其(qí)餘優化參(cān)數均👅不設(shè)置。
　　測試準(zhun)備完成後(hòu)，對絞吸船(chuán)啓泵、停泵(beng)及施工穩(wěn)定階段流(liú)📧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(shù)據及分析(xi)
3.1施工穩定(dìng)階段測試(shì)
　　對施工穩(wen)定階段中(zhong)3種流量計(jì)所測介質(zhi)流速數據(jù)記錄，截取(qu)其中一段(duan)數據繪制(zhi)成曲線如(ru)圖4所示。

　　對(dui)曲線中3種(zhong)流量計所(suǒ)測介質流(liú)速數據做(zuò)比較分析(xi)🚶，3種流量😄計(jì)所測流速(sù)之間關系(xì)爲（系數爲(wei)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(diàn)磁
标準差(cha)是反映數(shu)據樣本内(nei)個體間的(de)離散型，流(liu)速的🌂标準(zhun)差可反映(yìng)
3種流量計(ji)測量的穩(wěn)定性。
3種流(liu)量計所測(ce)流速數據(jù)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(tu)4及數據分(fèn)析可知，因(yīn)第1次測試(shì)，流量計儀(yí)表隻進行(háng)初始參數(shù)設置，此次(cì)測試3種流(liu)量計流速(sù)波動🔴都較(jiào)大。根據測(ce)量情況，對(dui)3種流量計(jì)儀表參數(shu)進行優化(hua)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(suǒ)示。

選取其(qí)中一段相(xiàng)對穩定的(de)數據進一(yī)步分析可(ke)知（選取的(de)樣🧑🏽‍🤝‍🧑🏻本數與(yu)第1次測試(shi)相同）：
v超聲(shēng)波=1.031v電磁
v聲(sheng)呐=1.044v電磁
3種(zhǒng)流量計所(suǒ)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(sheng)呐=0.35
　　綜上可(ke)知2次測試(shì)中3種流量(liàng)計所測介(jiè)質流速之(zhi)間關🐇系爲(wèi)v聲呐>v超聲(shēng)波>v電磁；第(di)2次測試中(zhong)3種流量計(jì)所測流速(sù)較📞第1次更(gèng)加💚穩定，且(qiě)聲呐陣列(lie)流量計所(suǒ)測流速依(yī)然是穩定(dìng)，超聲波流(liú)量計所測(ce)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼流速的穩(wěn)定性與電(dian)磁🏃流量計(jì)所測流速(sù)的穩定性(xìng)相✌️當。
3.2啓動(dong)、停止測試(shì)
　　施工穩定(dìng)階段測試(shì)中用于分(fen)析的數據(jù)是截取流(liú)💃🏻量穩定後(hou)的一段，對(duì)于絞吸船(chuan)泥泵啓動(dong)初期、停止(zhi)時流量計(ji)所測流速(sù)數據沒有(yǒu)進行比較(jiào)分析；爲綜(zong)💯合分析施(shi)工各個階(jiē)段流量計(jì)測量情況(kuàng)，将絞吸船(chuan)🎯泥泵啓動(dong)初期、停止(zhi)時的流量(liàng)計所測流(liú)速數據進(jìn)❤️行對比分(fèn)析。截取測(cè)試中泥泵(beng)由停止再(zài)到啓動時(shí)的流量計(ji)所測流速(su)數據繪制(zhì)成曲線，如(ru)圖6所示。
　　由(you)圖6可知在(zai)泵停止階(jiē)段，在流速(sù)下降階段(duan)聲呐陣列(liè)流量計相(xiàng)對有較大(da)的波動，超(chao)聲波及電(dian)磁流量計(ji)相對穩💋定(dìng)；小流速階(jiē)段，聲呐陣(zhèn)列流量先(xian)無法測量(liàng)到流速，後(hòu)出現間歇(xiē)♌的抖動；超(chao)聲波流量(liàng)計和電磁(ci)流量計所(suo)測流速⭐相(xiang)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(liè)流量計會(hui)有較㊙️大的(de)波動，超聲(sheng)波流量計(ji)和電磁流(liu)量計上升(shēng)相對穩定(dìng)平滑。
　　新型(xíng)聲呐陣列(liè)流量計所(suo)測介質流(liu)速在泵啓(qi)動階段雖(sui)然有較大(dà)的波動，但(dàn)是能在短(duan)時間内穩(wěn)定下☀️來，因(yin)此波動不(bú)會對施工(gōng)穩定階段(duan)産生較大(da)的影響。
4流(liu)量計固有(you)特性分析(xī)
1）安裝方式(shì)
　　電磁流量(liang)計爲接觸(chù)式安裝，需(xū)安裝在管(guǎn)道上，安裝(zhuang)時需拆❓卸(xiè)🆚管道[6]；新型(xing)超聲波流(liú)量計和聲(sheng)呐陣列流(liu)量計🌈都爲(wèi)非接觸式(shi)安裝💘，隻需(xu)對管路進(jin)行處理後(hòu)外夾在管(guan)路上即可(ke)。
2）使用壽命(mìng)
　　安裝方式(shi)很大程度(dù)上決定流(liu)量計的使(shǐ)用壽命；電(dian)磁流量🏃計(ji)是接觸式(shi)安裝，流量(liàng)計受介質(zhi)流動而磨(mó)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(zhi)流動影響(xiang)，故新型超(chāo)聲波流量(liàng)計與聲呐(na)陣列流量(liàng)計的使用(yòng)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(liàng)計測試含(hán)貝殼泥沙(shā)海水混合(hé)🥵液👈體介質(zhì)并與現役(yì)電磁流量(liàng)計對比可(kě)知，新型🤟超(chāo)聲🔆波流量(liàng)計、聲呐陣(zhèn)列㊙️流量計(ji)所測介質(zhi)流速大于(yú)現役電磁(ci)流量計所(suo)測介質🈲流(liú)速；在💚施工(gong)穩定階段(duan)，新型聲呐(na)陣列流量(liang)計流速㊙️測(ce)量具有更(geng)好的穩定(ding)性，新型超(chao)聲波流量(liang)計與船舶(bo)現役電磁(ci)流量計🌈流(liu)速測量穩(wěn)定性相當(dang)。綜合考慮(lǜ)泥漿流量(liàng)計固有特(tè)性及測試(shì)結果，新型(xing)超聲波流(liú)量🥰計與聲(shēng)呐陣列流(liú)⚽量計流速(sù)測量穩定(ding)性滿足疏(shū)浚船舶要(yào)求，适用于(yú)疏浚船👄舶(bó)。

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