0引言(yan)
　　疏浚船舶(bó)泥漿流量(liang)計是計算(suan)挖泥産量(liang)、指導施工(gōng)操作的重(zhòng)要設備之(zhī)一，所🐪測👨‍❤️‍👨流(liú)量數據爲(wèi)施工管理(li)提供重要(yao)的決策依(yi)據[1]。現階段(duàn)疏浚船舶(bo)泥漿流量(liang)計多爲接(jiē)觸式電磁(cí)流量計，新(xīn)型超聲波(bo)及聲呐陣(zhen)列⛷️流量計(jì)⭐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(shǎo)[2]。疏浚船舶(bó)泥漿流🧡量(liang)計測量介(jie)🌏質爲固液(ye)兩相流，施(shi)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(su)爲測量🌈穩(wen)定性，測量(liang)的穩定性(xìng)直接影響(xiǎng)着施工效(xiao)率；流量計(jì)的測量穩(wěn)定🛀🏻性與流(liú)量計的工(gōng)作原理、安(an)裝方式、使(shi)用壽命💯及(jí)測⚽量介質(zhi)有着密切(qiē)的關系。
　　将(jiāng)新型超聲(sheng)波流量計(ji)、新型聲呐(na)陣列流量(liang)計安裝🔞在(zài)某絞🚩吸💛船(chuán)，測量介質(zhì)爲貝殼泥(ni)沙海水混(hun)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(su)數據，并與(yǔ)絞吸船現(xiàn)役的電磁(ci)流量計所(suo)測流速數(shu)據對比分(fèn)析，通過對(dui)比可知新(xīn)型流量計(jì)是否适用(yòng)于疏浚船(chuán)舶。
1工作原(yuan)理
1.1電磁流(liu)量計
　　電磁(ci)流量計是(shì)利用法拉(lā)第電磁感(gan)應定律制(zhì)成的一種(zhǒng)測量導電(diàn)♋液體體積(ji)流量的儀(yí)表；電磁流(liu)量計的基(ji)本原理是(shì)法拉第電(diàn)磁感應定(ding)律🙇‍♀️，即導體(tǐ)在磁場中(zhong)切割磁力(li)線運🏃🏻動時(shi)在⭐其兩端(duān)産生感⛷️應(yīng)電動勢[3]。如(rú)圖1所示，導(dao)電性液體(ti)在垂直🏃🏻于(yú)磁場的非(fēi)磁性測♻️量(liang)管内流動(dòng)，與流動方(fang)向垂直的(de)方向上産(chǎn)生與👣流量(liang)成正比的(de)感應電動(dòng)🛀🏻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(liu)速。

體(ti)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(guan)👄系，與磁場(chǎng)的磁感應(ying)強度B成反(fan)比，與其它(tā)物理參數(shù)無關。
1.2超聲(shēng)波流量計(jì)
　　超聲波流(liú)量計是利(li)用超聲脈(mo)沖在流體(tǐ)中傳播的(de)速度與流(liu)體的速度(du)有對應的(de)關系，即順(shun)流時的超(chāo)聲脈沖傳(chuán)播速度比(bǐ)逆流時傳(chuan)😄播的速度(dù)要快，順流(liú)與逆流兩(liang)種超聲脈(mo)沖😍傳播的(de)時間差越(yue)大，則流量(liàng)越大原理(li)[4]。如圖2所示(shi)流量🈲計工(gong)作時💁，處在(zài)上遊的換(huàn)能器發射(shè)調制後的(de)超聲波脈(mo)沖，爲順流(liu)傳播，下遊(you)的✔️換能器(qi)接收到脈(mo)沖後再💋返(fǎn)回一個相(xiàng)同調制脈(mò)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(sù)、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(yi)個已知低(di)🛀🏻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(tí)高了聲波(bō)傳輸⭕時間(jiān)的精度，進(jìn)而提高流(liu)量計的測(ce)量精度。


2流量(liang)計應用測(ce)試
2.1測試條(tiáo)件
1）時間：2025年(nián)12月16日；
2）地點(diǎn)：廈門機場(chǎng)；
3）船舶：新海(hǎi)豚絞吸船(chuan)；
4）流量計型(xíng)号：電磁流(liú)量計、便攜(xié)式外夾超(chāo)聲波流量(liang)計（4個探頭(tóu)）、抱箍式聲(shēng)呐陣列波(bo)流量計；
5）流(liú)量計口徑(jing)：DN850；
6）安裝位置(zhì)：排泥金屬(shu)主管道（如(ru)圖3依次爲(wei)超聲波、聲(shēng)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(ti)（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(liu)量計的安(an)裝對管道(dào)要求較高(gao)，安裝前需(xū)對管道的(de)🏃🏻‍♂️内壁進行(hang)厚度測量(liang)，測厚過程(cheng)中發現管(guǎn)✉️道内⚽壁厚(hou)薄不均勻(yún)，爲了避免(mian)管道表面(mian)不平整導(dǎo)緻探頭信(xin)号衰減，安(ān)裝探頭時(shi)💁在其表面(mian)塗抹較厚(hòu)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(xìng)，3種流量計(ji)儀表通電(diàn)後，除基本(běn)參數外，其(qí)餘優化參(can)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(wen)定♊階段流(liu)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(liang)計測試數(shu)據及分析(xi)
3.1施工穩定(ding)階段測試(shi)
　　對施工穩(wen)定階段中(zhong)3種流量計(ji)所測介質(zhì)流速數據(jù)記錄，截💃取(qu)其中一段(duan)數據繪制(zhi)成曲線如(rú)圖4所示。

　　對(dui)曲線中3種(zhǒng)流量計所(suo)測介質流(liú)速數據做(zuò)比較分析(xī)，3種流量🌐計(ji)所測流速(sù)之間關系(xì)爲（系數爲(wei)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(cha)是反映數(shu)據樣本内(nèi)個體間的(de)離散型，流(liú)速的标準(zhǔn)差可反映(ying)
3種流量計(ji)測量的穩(wen)定性。
3種流(liu)量計所測(cè)流速數據(ju)的标準差(cha)分别爲：
s電(dian)磁=0.54
s超聲波(bō)=0.51
s聲呐=0.47
　　由圖(tú)4及數據分(fen)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(shu)設置，此次(cì)測試3種流(liú)量計流速(su)波動都較(jiào)大。根據測(cè)量情☁️況，對(duì)3種流量計(ji)儀表參數(shu)進行優化(hua)設置，優化(huà)後再次進(jìn)行測試，測(ce)試📱數據曲(qu)線如圖5所(suǒ)示。

選取其(qi)中一段相(xiang)對穩定的(de)數據進一(yi)步分析可(kě)知（選🤞取的(de)樣本數與(yǔ)第1次測試(shi)相同）：
v超聲(shēng)波=1.031v電磁
v聲(shēng)呐=1.044v電磁
3種(zhǒng)流量計所(suo)測流速數(shu)據的标準(zhun)差爲：
s電磁(cí)=0.42
s超聲波=0.41
s聲(shēng)呐=0.35
　　綜上可(ke)知2次測試(shi)中3種流量(liàng)計所測介(jiè)質流速之(zhi)間關系爲(wei)v聲🙇🏻呐>v超聲(shēng)波>v電磁；第(di)2次測試中(zhong)3種流量計(ji)所測流速(su)較第1次更(geng)加穩定🚶，且(qie)聲呐陣列(liè)流量計所(suo)測流速依(yi)然是穩定(dìng)，超聲波流(liú)量計所測(ce)流速的穩(wen)定性與電(diàn)磁👄流量計(ji)所測流速(sù)的穩定性(xìng)相當。
3.2啓動(dòng)、停止測試(shì)
　　施工穩定(ding)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(chuán)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(jiào)分析；爲綜(zōng)👣合分析施(shī)工各個階(jie)段🚩流量計(ji)測量情況(kuàng)，将絞吸船(chuan)泥泵啓動(dong)☂️初期、停止(zhi)時的流量(liang)計所測流(liu)速數據進(jin)🔞行對比分(fèn)析。截取測(ce)試中泥泵(bèng)由停止🔞再(zài)到啓動時(shi)🌏的流量計(ji)所測流速(su)數據繪制(zhì)🏃‍♂️成曲線，如(rú)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(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(ji)相對穩定(ding)；小流速階(jiē)段，聲呐陣(zhen)列流量先(xian)無法測量(liang)到流速，後(hou)出現間歇(xiē)♋的抖動；超(chao)聲波流量(liàng)計和電♉磁(ci)流量計所(suǒ)測流速相(xiàng)對平滑下(xià)降直到🆚流(liu)速爲0。在🐆泵(beng)啓動初期(qī)，聲呐陣列(lie)流量計會(huì)有較大的(de)波動，超聲(shēng)波流量計(ji)和電磁流(liú)量計上升(sheng)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(suī)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(bú)❓會對施工(gong)穩定階段(duàn)産生較大(da)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(liàng)計爲接觸(chù)式安裝，需(xū)安裝在管(guan)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(shēng)呐陣列流(liu)量計都爲(wèi)❤️非接觸式(shì)安裝，隻需(xū)對管路進(jin)行處理後(hòu)外夾在管(guǎn)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(diàn)磁流量計(ji)☀️是接觸式(shi)安裝，流量(liàng)計受介質(zhi)流動而磨(mo)損，新型超(chāo)🌍聲波流量(liàng)計和聲呐(nà)陣列流量(liang)計爲非接(jie)觸式安裝(zhuāng)，不受介質(zhì)流動影響(xiǎng)，故新型超(chāo)聲波流量(liàng)計與聲呐(nà)陣列流量(liang)💞計的使用(yòng)❗壽命比電(diàn)磁流量計(ji)💞使用壽命(ming)長。

5結語
　　通(tōng)過對新型(xing)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(yi)電磁流量(liang)計對比可(kě)知，新型超(chāo)聲❌波流😍量(liàng)計、聲呐陣(zhèn)列流量計(jì)所測介質(zhì)流速大于(yú)現役電磁(ci)流量計所(suǒ)🌈測介質流(liú)速；在施工(gong)穩定階段(duàn)，新型聲呐(na)陣列流🐕量(liang)計流速☀️測(cè)量具有更(gèng)好的穩定(ding)性，新型超(chao)聲波流量(liàng)計與船舶(bo)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(tè)性及測試(shi)結果🏃，新型(xíng)超聲波流(liú)量計與聲(shēng)呐陣列🐇流(liu)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(bó)。

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