0引言(yán)
　　疏浚船舶(bó)泥漿流量(liang)計是計算(suàn)挖泥産量(liàng)、指導施工(gong)操作的重(zhòng)要設備之(zhī)一，所測流(liu)量數據爲(wei)施工管理(li)提供重要(yao)的決策依(yī)據🈲[1]。現階段(duan)疏浚船舶(bo)泥漿流🈚量(liàng)計多爲接(jie)觸式電磁(cí)流量計，新(xin)型超聲波(bo)及聲呐陣(zhen)列✊流量計(ji)應用于石(shí)油🔴化工、礦(kuàng)山采礦、鋼(gang)鐵等行業(yè)，應用于疏(shu)浚船舶的(de)案例較少(shǎo)[2]。疏浚船舶(bó)泥漿流量(liang)計測量介(jiè)質爲固液(ye)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(sù)爲測量穩(wěn)定性，測量(liàng)的穩📧定性(xing)直接影響(xiang)着施工效(xiào)率；流量計(ji)的測量穩(wěn)定🆚性與流(liú)量㊙️計的工(gōng)作原理、安(ān)裝方式、使(shǐ)用壽命及(jí)測量介質(zhì)有着密切(qiē)的關系。
　　将(jiāng)新型超聲(shēng)波流量計(jì)、新型聲呐(nà)陣列流量(liang)計安裝在(zài)某絞吸船(chuán)，測量介質(zhi)爲貝殼泥(ni)沙海水混(hun)合液體；通(tong)過對絞吸(xī)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(suǒ)測流速數(shù)據對比分(fen)析，通過對(dui)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(yuán)理
1.1電磁流(liú)量計
　　電磁(cí)流量計是(shi)利用法拉(la)第電磁感(gan)應定律制(zhi)成的一種(zhong)測量導電(dian)液☂️體💰體積(ji)流量的儀(yi)表；電磁流(liu)量計的基(ji)本原理是(shi)法拉第電(diàn)磁♻️感應定(dìng)律☎️，即導體(ti)在磁場中(zhong)切割磁🛀力(li)線運動時(shí)在☂️其兩端(duan)産生感應(ying)電動勢[3]。如(rú)圖1所示，導(dǎo)電性液體(ti)在垂直于(yu)磁場的非(fei)磁性測量(liàng)管内流🔞動(dong)，與流動方(fāng)向垂直的(de)方向上産(chǎn)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(wèi)感應電動(dòng)勢；k爲系數(shu)；B爲磁感應(ying)強度；D爲測(cè)量管内徑(jing)⭐；`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(dian)動勢E和測(cè)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(sheng)波流量計(ji)
　　超聲波流(liu)量計是利(li)用超聲脈(mò)沖在流體(ti)中傳播的(de)速度與流(liu)體的速度(dù)有對應💔的(de)關系，即順(shùn)流時的超(chao)聲脈沖傳(chuan)播速度比(bǐ)逆流🔆時傳(chuán)😘播的速度(dù)要快，順流(liu)與逆流兩(liang)種超😘聲脈(mò)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(shi)流量計工(gōng)作時，處在(zai)上遊的換(huàn)能器🈲發射(shè)調制⭐後的(de)超聲波脈(mo)沖，爲順流(liú)傳播，下遊(yóu)的換能器(qì)接收到脈(mò)沖後再返(fǎn)回一個相(xiàng)同調制脈(mò)沖，該脈沖(chong)逆流傳播(bō)到上遊換(huan)能器，根據(jù)兩束脈沖(chòng)的傳播距(ju)離、傳播時(shí)間可以計(ji)算出聲速(su)、被測量介(jie)質流速。新(xin)型超💔聲波(bō)流量計的(de)改進之處(chù)即在于這(zhe)個脈沖的(de)抗幹🛀擾性(xìng)，脈沖由一(yī)個🌈已知低(di)💘頻波形去(qù)調制固定(ding)高頻，這樣(yang)接收端可(kě)以進行波(bō)✂️形比對，濾(lü)除常見的(de)介質噪聲(sheng)；計算聲波(bo)傳輸時間(jian)時采⚽取🌐波(bō)形鑒相，提(tí)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13日；
2）地點(dian)：廈門機場(chang)；
3）船舶：新海(hǎi)豚絞吸船(chuan)；
4）流量計型(xing)号：電磁流(liu)量計、便攜(xié)式外夾超(chāo)聲波流量(liàng)計（4個探頭(tou)）、抱👣箍式聲(shēng)呐陣列波(bō)流量計；
5）流(liu)量計口徑(jing)：DN850；
6）安裝位置(zhì)：排泥金屬(shu)主管道（如(rú)圖3依次爲(wei)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(shuǐ)混合液體(tǐ)（施工穩定(dìng)階段濃度(dù)爲30%）
2.2測試準(zhǔn)備與開始(shǐ)
　　超聲波流(liú)量計的安(an)裝對管道(dao)要求較高(gāo)，安裝前需(xū)✔️對☁️管道的(de)内💛壁進行(hang)厚度測量(liàng)，測厚過程(cheng)中發現管(guǎn)道内壁厚(hou)薄不均勻(yun)，爲了避免(mian)管道表面(miàn)不平整導(dao)緻探頭信(xin)号衰減，安(an)裝探頭時(shí)🏒在其表面(miàn)塗抹較厚(hòu)❌的耦合劑(jì)以此填補(bu)管道表面(mian)凹痕。爲确(què)保測試原(yuán)始真實性(xìng)，3種流量計(jì)儀表通電(diàn)後，除基🏃‍♂️本(ben)參數外，其(qi)餘優化參(cān)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(liú)🛀🏻量🔞計的應(ying)用情況進(jin)行測試，并(bing)記錄測試(shì)數據。
3流量(liàng)計測試數(shu)據及分析(xī)
3.1施工穩定(ding)階段測試(shì)
　　對施工穩(wen)定階段中(zhōng)3種流量計(ji)所測介質(zhi)流速數據(ju)記錄❗，截取(qǔ)其中一段(duan)數據繪制(zhì)成曲線如(ru)圖4所示。

　　對(dui)曲線中3種(zhǒng)流量計所(suo)測介質流(liu)速數據做(zuo)比較分🔞析(xi)，3種流量計(ji)所測流速(sù)之間關系(xì)爲（系數爲(wèi)數據段的(de)平均倍🚩數(shù)）：
v超聲波=1.046v電(diàn)磁
v聲呐=1.056v電(dian)磁
标準差(chà)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(ying)
3種流量計(ji)測量的穩(wěn)定性。
3種流(liú)量計所測(cè)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(shi)，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(su)波動都較(jiào)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(jìn)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(xiang)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(shì)相同）：
v超聲(shēng)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(zhǔn)差爲：
s電磁(cí)=0.42
s超聲波=0.41
s聲(sheng)呐=0.35
　　綜上可(kě)知2次測試(shì)中3種流量(liang)計所測介(jie)質流速之(zhi)間關🙇🏻系爲(wei)🔞v聲呐>v超聲(sheng)波>v電磁；第(dì)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(suo)測流速依(yi)然是穩定(ding)，超聲☔波流(liu)量🧡計所測(cè)流速的穩(wěn)定性與電(diàn)磁流量計(ji)所🥰測流速(su)的穩定性(xing)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(fèn)析的數據(ju)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(yǒu)進行比較(jiao)分析；爲綜(zong)合分析施(shi)工各㊙️個階(jiē)段🏃流量計(jì)測量情況(kuang)，将絞吸船(chuan)泥泵啓動(dòng)初期、停止(zhi)時的流量(liàng)😍計所測流(liu)💰速數據進(jin)行對比分(fen)析。截取測(ce)試中泥泵(bèng)由停止再(zai)到啓動時(shi)的流量計(jì)所測🙇‍♀️流速(su)數據繪制(zhi)成曲線，如(ru)圖6所示。
　　由(you)圖6可知在(zài)泵停止階(jiē)段，在流速(sù)下降階段(duàn)聲呐陣🛀列(lie)流量計相(xiang)對有較大(dà)的波動，超(chāo)聲波及電(diàn)磁流量🔅計(jì)相對穩定(dìng)；小流速階(jiē)段，聲呐陣(zhèn)列流量先(xian)無法測😘量(liang)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(xiàng)對平滑下(xià)降直到流(liú)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(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(qǐ)動階段👨‍❤️‍👨雖(sui)然有較大(da)的波動，但(dàn)是能在短(duan)時間内穩(wěn)定下來，因(yīn)此波動不(bu)會對施工(gong)穩定階段(duan)産生較大(dà)的影響。
4流(liu)量計固有(yǒu)特性分析(xi)
1）安裝方式(shi)
　　電磁流量(liang)計爲接觸(chu)式安裝，需(xū)安裝在管(guǎn)道上，安裝(zhuang)時需拆卸(xie)管道[6]；新型(xíng)超聲波流(liu)量計和聲(sheng)呐陣列流(liu)量計都爲(wei)🔅非接觸式(shì)安裝，隻需(xu)對管路進(jìn)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(jì)是接觸式(shì)安裝，流量(liang)計受介質(zhì)流動而磨(mo)損，新型超(chao)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(chāo)聲波流量(liàng)計與聲呐(na)陣列流量(liàng)💔計的使用(yong)壽命比電(dian)磁流量計(jì)使用壽命(mìng)長。

5結語
　　通(tōng)過對新型(xíng)泥漿流量(liang)計測試含(hán)貝殼泥沙(shā)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(chāo)聲✊波流量(liang)計🥰、聲呐陣(zhèn)列流量計(jì)所測介質(zhi)流速大于(yú)現役電磁(cí)流量計所(suǒ)測介質流(liú)速；在施工(gōng)穩定階段(duan)，新型聲呐(nà)陣列流量(liang)計流速測(cè)量具有更(gèng)好的穩🥵定(ding)性，新型超(chāo)☁️聲波流量(liang)計與船舶(bó)現役電磁(ci)流量計💃🏻流(liú)速測量穩(wěn)定性相當(dang)。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(shēng)呐陣列流(liú)量計流速(su)測量穩定(ding)性滿足疏(shū)浚船舶🚶‍♀️要(yao)求，适用于(yú)疏浚船舶(bo)。

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