0引(yin)言
　　疏浚船(chuan)舶泥漿流(liu)量計是計(ji)算挖泥産(chan)量、指導施(shi)工操作的(de)重要設備(bei)之一，所測(ce)流量⛱️數據(ju)爲施工管(guan)理提供重(zhong)要的決策(ce)依據[1]。現階(jie)段疏浚船(chuan)舶泥漿流(liu)量計多爲(wei)接觸式電(dian)磁流🐕量計(ji)，新型超聲(sheng)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻波及聲呐(na)陣列⛹🏻‍♀️流量(liang)計應用于(yu)石油化工(gong)、礦山♋采礦(kuang)、鋼鐵等行(hang)業，應用于(yu)疏浚船舶(bo)的案🏒例較(jiao)少[2]。疏浚船(chuan)舶泥漿流(liu)🈲量計測量(liang)介質爲固(gu)液兩☀️相流(liu)，施工過程(cheng)複雜多變(bian)，衡量泥漿(jiang)流量計是(shi)否适⭕用于(yu)疏浚船舶(bo)的首要因(yin)素爲測量(liang)穩定性，測(ce)量的穩定(ding)性直接影(ying)響着🍓施工(gong)效率；流量(liang)計的測量(liang)穩定🐪性與(yu)流量計的(de)工作原理(li)、安裝方式(shi)、使用壽命(ming)及測💰量介(jie)質有着密(mi)切的關系(xi)。
　　将新型超(chao)聲波流量(liang)計、新型聲(sheng)呐陣列流(liu)量計安裝(zhuang)在某絞🔆吸(xi)船，測量介(jie)質爲貝殼(ke)泥沙海水(shui)混合液體(ti)；通過🌍對絞(jiao)吸船施工(gong)監測來記(ji)錄新型流(liu)量計的流(liu)速數據，并(bing)與絞吸船(chuan)現役的電(dian)磁流量計(ji)所測流速(su)數據對比(bi)⛷️分析，通過(guo)對比可知(zhi)新型流量(liang)🏃🏻‍♂️計是否适(shi)用于疏浚(xun)船舶。
1工作(zuo)原理
1.1電磁(ci)流量計
　　電(dian)磁流量計(ji)是利用法(fa)拉第電磁(ci)感應定律(lü)制成的一(yi)種測量導(dao)電液體體(ti)積流量的(de)儀表；電磁(ci)流量計的(de)基本原理(li)是法拉第(di)電磁💚感應(ying)定律，即導(dao)體在磁場(chang)中切割磁(ci)力線運動(dong)時在其兩(liang)端産生感(gan)應電動♍勢(shi)[3]。如圖1所示(shi)，導電性液(ye)體在垂直(zhi)于磁場的(de)非磁性測(ce)量管内流(liu)動，與流動(dong)方向垂直(zhi)的方向上(shang)産生與流(liu)量成正比(bi)的感應電(dian)動勢，其值(zhi)如下：
E=kBD`v
式中(zhong)：E爲感應電(dian)動勢；k爲系(xi)數；B爲磁感(gan)應強度；D爲(wei)測量管内(nei)徑；`v爲平均(jun)流速。

體積流量(liang)：
Qv=πD2`v/4=πDE/4kB
　　由上式可(ke)知，體積流(liu)量Qv與感應(ying)電動勢E和(he)測量管内(nei)徑D成線性(xing)關系，與磁(ci)場的磁感(gan)應強度B成(cheng)反比，與其(qi)它物理參(can)👉數無關。
1.2超(chao)聲波流量(liang)計
　　超聲波(bo)流量計是(shi)利用超聲(sheng)脈沖在流(liu)體中傳播(bo)的速度與(yu)流體的速(su)度有對應(ying)的關系，即(ji)順流時的(de)超聲脈沖(chong)傳播速度(du)比逆流時(shi)傳播的速(su)度要快，順(shun)流與逆流(liu)兩種超聲(sheng)脈沖傳播(bo)的時間差(cha)🔱越大，則流(liu)量越大原(yuan)理[4]。如圖2所(suo)示流量計(ji)工作時🈚，處(chu)在上遊的(de)換能器🧡發(fa)射調制後(hou)的超聲波(bo)脈沖，爲順(shun)流傳播，下(xia)遊的換能(neng)器接收🏃‍♀️到(dao)脈沖後再(zai)返回一個(ge)相同調制(zhi)脈沖，該脈(mo)沖♉逆流傳(chuan)播到上遊(you)換能器，根(gen)據兩束脈(mo)沖☂️的傳播(bo)距離、傳播(bo)時間可以(yi)計算出❗聲(sheng)速、被測量(liang)介質流♉速(su)。新型超聲(sheng)波流量計(ji)的改進之(zhi)🈚處即在于(yu)這個脈沖(chong)的抗幹擾(rao)性，脈沖由(you)一個已知(zhi)低頻波形(xing)去調制固(gu)定高頻👈，這(zhe)樣接收端(duan)可以進行(hang)波形比對(dui)，濾除常見(jian)的介質噪(zao)聲；計算聲(sheng)波傳輸時(shi)間時采取(qu)🏃波形鑒相(xiang)，提高了聲(sheng)波傳輸🈲時(shi)間的精度(du)，進而提高(gao)流量計💃🏻的(de)測量精度(du)。


2流(liu)量計應用(yong)測試
2.1測試(shi)條件
1）時間(jian)：2025年11月26日；
2）地(di)點：廈門機(ji)場；
3）船舶：新(xin)海豚絞吸(xi)船；
4）流量計(ji)型号：電磁(ci)流量計、便(bian)攜式外夾(jia)超聲波流(liu)量👈計（4個🚶探(tan)頭）、抱箍式(shi)聲呐陣列(lie)波流量計(ji)；
5）流量計口(kou)徑：DN850；
6）安裝位(wei)置：排泥金(jin)屬主管道(dao)（如圖3依次(ci)爲超聲波(bo)、聲呐陣列(lie)、電磁流量(liang)計）；
7）介質：貝(bei)殼泥沙海(hai)水混合液(ye)體（施工穩(wen)定階段濃(nong)度爲30%）
2.2測試(shi)準備與開(kai)始
　　超聲波(bo)流量計的(de)安裝對管(guan)道要求較(jiao)高，安裝前(qian)需對管道(dao)的❌内壁進(jin)行厚度測(ce)量，測厚過(guo)程中發現(xian)管道内壁(bi)厚薄不均(jun)勻，爲了避(bi)免管道表(biao)面不平整(zheng)導🔴緻探頭(tou)信号衰⚽減(jian)，安裝探頭(tou)時在其表(biao)面塗抹較(jiao)厚的耦合(he)劑以此填(tian)補管道表(biao)面凹痕。爲(wei)确保測試(shi)原🈲始真實(shi)性，3種🚶‍♀️流量(liang)計儀表通(tong)電後，除基(ji)本參數外(wai)，其餘優化(hua)參數均不(bu)設置。
　　測試(shi)準備完成(cheng)後，對絞吸(xi)船啓泵、停(ting)泵及施工(gong)穩定階🚶‍♀️段(duan)流🌈量計🌈的(de)應用情況(kuang)進行測試(shi)，并記錄測(ce)試數🆚據。
3流(liu)量計測試(shi)數據及分(fen)析
3.1施工穩(wen)定階段測(ce)試
　　對施工(gong)穩定階段(duan)中3種流量(liang)計所測介(jie)質流速數(shu)據🈲記錄，截(jie)取其中一(yi)段數據繪(hui)制成曲線(xian)如圖4所示(shi)。

　　對曲線中(zhong)3種流量計(ji)所測介質(zhi)流速數據(ju)做比較分(fen)㊙️析，3種流量(liang)計所測流(liu)速之間關(guan)系爲（系數(shu)爲數據段(duan)的平均倍(bei)數）：
v超聲波(bo)=1.046v電磁
v聲呐(na)=1.056v電磁
标準(zhun)差是反映(ying)數據樣本(ben)内個體間(jian)的離散型(xing)，流速的标(biao)準📞差可反(fan)映
3種流量(liang)計測量的(de)穩定性。
3種(zhong)流量計所(suo)測流速數(shu)據的标準(zhun)差分别爲(wei)：
s電磁=0.54
s超聲(sheng)波=0.51
s聲呐=0.47
　　由(you)圖4及數據(ju)分析可知(zhi)，因第1次測(ce)試，流量計(ji)儀表隻進(jin)行初始參(can)數設置，此(ci)次測試3種(zhong)流量計流(liu)速波動都(dou)較㊙️大。根據(ju)測✉️量情況(kuang)，對3種流量(liang)計儀表參(can)數進行優(you)化設置，優(you)化後再次(ci)進行測試(shi)，測試數據(ju)曲線如圖(tu)5所示。

選取(qu)其中一段(duan)相對穩定(ding)的數據進(jin)一步分析(xi)可知（選取(qu)💜的樣本數(shu)與第1次測(ce)試相同）：
v超(chao)聲波=1.031v電磁(ci)
v聲呐=1.044v電磁(ci)
3種流量計(ji)所測流速(su)數據的标(biao)準差爲：
s電(dian)磁=0.42
s超聲波(bo)=0.41
s聲呐=0.35
　　綜上(shang)可知2次測(ce)試中3種流(liu)量計所測(ce)介質流速(su)之間關系(xi)爲v聲🎯呐🥰>v超(chao)聲波>v電磁(ci)；第2次測試(shi)中3種流量(liang)計所測流(liu)速較第1次(ci)更加👉穩定(ding)♋，且聲呐陣(zhen)列流量計(ji)所測流速(su)依👨‍❤️‍👨然是穩(wen)定，超聲波(bo)流量計所(suo)測流速的(de)穩定性與(yu)電磁流量(liang)計所測流(liu)速的穩定(ding)性相當。
3.2啓(qi)動、停止測(ce)試
　　施工穩(wen)定階段測(ce)試中用于(yu)分析的數(shu)據是截取(qu)流量🧑🏾‍🤝‍🧑🏼穩定(ding)後的一段(duan)，對于絞吸(xi)船泥泵啓(qi)動初期、停(ting)止時流量(liang)計所測流(liu)速數據沒(mei)有進行比(bi)較分析；爲(wei)綜合分析(xi)施工各個(ge)階段🏃🏻‍♂️流量(liang)計測量情(qing)況，将絞吸(xi)船泥泵啓(qi)動初期、停(ting)止時的流(liu)量計所測(ce)流速數據(ju)進行對比(bi)分析⭐。截取(qu)測試中泥(ni)泵由停止(zhi)🌈再到啓動(dong)時🌍的流量(liang)計所測流(liu)速數據繪(hui)制成曲線(xian)，如圖6所示(shi)。
　　由圖6可知(zhi)在泵停止(zhi)階段，在流(liu)速下降階(jie)段聲呐陣(zhen)列流量計(ji)相對有較(jiao)大的波動(dong)，超聲波及(ji)電磁流量(liang)💋計相對穩(wen)定；小流速(su)🧡階段，聲呐(na)陣列流量(liang)先無法測(ce)量到流速(su)，後出現間(jian)歇㊙️的抖動(dong)；超聲波流(liu)量計和電(dian)磁流量計(ji)所測流速(su)💜相對平滑(hua)下降直到(dao)流速爲0。在(zai)♍泵啓動初(chu)期，聲呐陣(zhen)列流量計(ji)會有較大(da)的波動，超(chao)聲波流量(liang)計和電磁(ci)流量計上(shang)升相對穩(wen)定平滑。
　　新(xin)型聲呐陣(zhen)列流量計(ji)所測介質(zhi)流速在泵(beng)啓動階段(duan)雖然有較(jiao)大的波動(dong)，但是能在(zai)短時間内(nei)穩定下來(lai)，因👅此波🐅動(dong)不會對施(shi)工穩定階(jie)段産生較(jiao)大的影響(xiang)。
4流量計固(gu)有特性分(fen)析
1）安裝方(fang)式
　　電磁流(liu)量計爲接(jie)觸式安裝(zhuang)，需安裝在(zai)管道上，安(an)裝時需拆(chai)⭕卸管道[6]；新(xin)型超聲波(bo)流量計和(he)聲呐陣列(lie)流⭕量計都(dou)爲📱非接觸(chu)式安裝，隻(zhi)需對管路(lu)進行處理(li)後外夾在(zai)管路上即(ji)可。
2）使用壽(shou)命
　　安裝方(fang)式很大程(cheng)度上決定(ding)流量計的(de)使用壽命(ming)；電磁流量(liang)計是接觸(chu)式安裝，流(liu)量計受介(jie)質流動而(er)磨損，新型(xing)超聲波流(liu)量計和🙇‍♀️聲(sheng)呐陣列流(liu)量計爲非(fei)接👈觸式安(an)裝，不受介(jie)質流動影(ying)響，故新型(xing)超聲波流(liu)量計與聲(sheng)呐🐕陣列流(liu)量計的使(shi)用壽命比(bi)電🛀🏻磁流量(liang)計使用壽(shou)命長。

5結語(yu)
　　通過對新(xin)型泥漿流(liu)量計測試(shi)含貝殼泥(ni)沙海水混(hun)🚩合液體介(jie)質并與現(xian)役電磁流(liu)量計對比(bi)可知，新型(xing)超聲波流(liu)❓量計、聲呐(na)陣列流量(liang)計所測介(jie)質流速大(da)㊙️于現役電(dian)磁流量計(ji)所✊測介質(zhi)流速；在施(shi)工穩定階(jie)段，新型聲(sheng)呐陣列流(liu)量計流速(su)測量具有(you)更好的穩(wen)定性，新型(xing)超聲波流(liu)量計與船(chuan)舶現役電(dian)磁流量計(ji)流速測量(liang)穩定性相(xiang)當。綜合考(kao)慮泥漿流(liu)量計固有(you)特性及測(ce)🔞試結果，新(xin)型超🧑🏽‍🤝‍🧑🏻聲波(bo)流量計與(yu)聲呐陣列(lie)流💰量計流(liu)速測量穩(wen)💰定性滿足(zu)疏浚船舶(bo)⛷️要求，适用(yong)于疏浚船(chuan)舶。

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