浅谈山西省引黄工程连接段超声波流量计的使用

      1 工程概述

      山西省万家寨引黄程连接段输水管线，西起娄烦境内的汾河水库，东至太原呼延水厂，全长近50km。输水过程为：水由汾河水库进水塔流入，经呼延水厂出水口流入呼延水处理厂，沿线设有3座减压阀室，9座检修阀室，71座排气井、39座检查井，39座排水井，通过18台超声波流量计监测各段流量，全年不间断向太原供水。

      近年来工程中所见到的流量测控产品有：（1）叶轮机械表（如水表），它要求在流体中无杂质的情况下使用，因此使用范围有限；（2）磁性测量仪表，它依靠磁性来测量流体的流量，但在大的工矿施工中难免会有铁金属以及矿物质的碎屑等因素，混在流体中会影响仪器的测试精度。随着科技日新月异的发展，流量计也在不断地更新换代，引黄工程连接段所使用的流量计――超声波流量计，是一种新型流量计，它型号众多，样式各异，测量方法也不尽相同，可以弥补以上两种测量流体仪器的不足，其最典型的有UIF-9800系列的超声波流量计，采用插入式传输速度差测量法。山西省万家寨引黄工程连接段就是使用该型号8声道超声波流量计。

      2 简介

      UIF-9800系列超声波流量计是依照超声波传播速度差法研制出的新型流量测控产品。抗外界干扰能力强，由主机、扩展副机、换能传感器和连接电缆等部分组成。安装方式有屏装式、台式和壁挂式等。其主要特点为：测量精度高，性能稳定可靠，参数设置方便，可现地显示、打印测量结果，也可将测量结果远传控制中心。可用于大型圆形、矩形的管道满管流量测量；也可用于未满管和明渠流量测量。广泛用于大、中型供排水系统和水电站发电机组流量的测量。

      3 操作与维护

      3.1 操作

      3.1.1 初次操作，系统第1次开机前检查如下工作

      1）供电交流电源或直流电源是否符合要求，电源稳定性如何；
      2）主机、副机、各换能器间电缆连接是否正确、牢固；
      3）被测管断、充水情况：

      3.1.2 加电

      主机加电，预热15min左右；注意主机断电后需间隔大于3min后再加电，否则易损坏设备。开机后，6组显示器分别显示"OFF”和软件版本字样；2声道显示“1XX”，4声道显示“204”，8声道显示“109”。

      注意：XX表示版本更新次数；首位数字表示声道路数，对于已调试完毕正常运行的设备，其各项参数均已输入主机中，不必每次开机再重新输入一次。

      3.1.3 测量过程中如何调看系统运行状态

      1）自检状态在测量过程中任一时刻，只要键入“Ctrl-状态”，则5#显示器显示自检状态码“#8052-SELJS值”；6#显示器自低位起依次显示1#~7#管断断面的状态码“#8052-SELFS值”。

      2）键盘激活和人机对话。键入“Ctrl-A”系统便转入人机对话，#l显示器显示“#”表示系统已准备接收一个参数、变量或功能子程序号。这3类号是由4位数字表示的，并以“回车”作为终止符，若键入号错误，则显示“?”等待重新键人参数号及“回车”，#2显示器则显示当前值，等待修改。

      若直接键入“回车”则原参数值不变。若键人数值后再键入上述3种终止符，则系统首先对键入的数值进行正确性判断，错者则显示“?”等待新键人参数。正确者则改变原参数值。

      注意：终止符“<”可使当前参数号、变量号、子程序号向前递减；而终止符“>”可使其向后递增。若参数或变量的值在内存中超出8位则显示“- - - - - -”。

      注意：在人机对话方式下“#”后只有参数号、变量号和功能子程序号可被系统识别。

      参数是由操作者设定的，变量是由系统算出来的，仅由系统改变的值。只有个别变量可由操作人员复位，“?”指示是错误操作。

      3）键盘退出键入"9000"系统退出人机对话，进入循环测量。

      4）数值表示方法：整数表示法：只能取整数，没有小数，输入、显示、打印均为整数。

      浮点数值表示法：XXXXEXX或XXXX-XX，输入、显示、打印可为整数，也可带小数。

      3.2 维护

      3.2.1 常规检查

      该设备自首次正常运行之日起，15d左右，由厂家调试人员进行第一次检查，45d左右，进行第二次检查，每次检查内容有：

      1）利用设备自检功能，循查各部分工作是否正常。
      2）检查换能器座及换能器，连接电缆是否有松动、漏水、电缆芯线与地间是否漏电（500V检测应不小于20MΩ）、损坏等现象，并及时处理故障隐患。
      3）查看冷风机工作是否正常，各箱体是否清洁。
      4）必需时对换能器与主机连接电缆进行绝缘，导通检测对不合格电缆进行及时更换。
      5）在正常运行时，由用户操作人员定期（一般为一季度）按以上步骤进行检查。
      6）在运行过程中发现有较大问题时，应由具备维修资格的专业人员维修或及时通知厂家派专业人员维修，在维修过程中密切注意人身及设备安全。

      3.2.2 故障现象及排除

      排障应从流量计功能方面分析，由检查正常工作时的状态标志查找故障发生位置。

      1）正常工作状态标志

      流量显示：由流量显示器可看出末位数字有些小变化为正常；如果没有变化可能不正常，也可能是新的不合格的流量值被剔除，要进一步观察。出错指示灯：#2显示器，正常状态不亮，若闪动表明测得的数据有相当多无效；若连续亮则说明测得的数据均无效。

      2）故障分类

      UIF-9800超声波流量计故障分类主要有：a.流量计单元；b.显示器；c.电源；d.用户接口。

      3）故障分析方法

      系统工作不正常的表现；收发讯是否提供测量数据；数据是否有效并加以采用；

      输出装置（显示、打印、串行输出）都出现一个共同问题，或是只有某一个出自厂。

      4）检查故障出处方法

      计算机运行情况：检查开机是否显示"OFF”；键盘是否响应。

      收发讯板工作情况：自检运行，SELFS为1时，收发讯工作为正常，SELFS为3时，则更换收发讯板。

      声路工作情况：检查PATHS时显示2、3、5、6、表示声路.或按收机增益有问题，显示4、7可能是声路，或予其期值参数TTOMX设定不正确。

      5）传播时间情况

      计算传播计数：

      超出了TTOMX建立的时间允差，则可能是声路长和声速设值不正确，应修正，否则间距很可能出在收发机或换能器上。也可用示波器查收发机上ENABLE信号和接收信号，或间距程序或参数等画面。

      6）数据情况：打印参数表、审查参数；
      7）按MBS551板上复位按钮；
      8）电源关闭，3min后重新启动；
      9）使用备用板.对间距进行隔离。

      4 结语

      2002年10月试通水投入运行以来，该型8声道超声波流量计基本符合使用技术要求，能够监测到万家寨引黄工程连接段输水的流量和累计流量，在工程中值得推广及应用。但由于该产品本身检测精度高，含技术成分大，目前还没有测试精度更高的仪器或方法检测该产品的准确性、稳定性，有待在日后运行中逐步认识它的优点。