0引言
　　疏(shu)浚船舶(bo)泥漿流(liú)量計是(shi)計算挖(wā)泥産量(liang)、指導施(shī)工操作(zuo)的重要(yao)設備之(zhī)一🏃‍♀️，所測(ce)流量♋數(shu)據爲施(shī)工管理(li)提供重(zhong)要的決(jué)策依據(ju)[1]。現階🤞段(duan)疏浚船(chuan)🈲舶泥☁️漿(jiang)流量計(ji)多爲接(jiē)觸式電(diàn)磁流量(liàng)計，新型(xíng)超聲波(bō)及聲呐(na)陣列📐流(liú)量計應(ying)用于石(shí)油🛀化工(gong)、礦山采(cai)礦、鋼鐵(tiě)等行業(yè)，應用于(yú)疏浚船(chuán)舶的案(àn)例較少(shǎo)[2]。疏浚㊙️船(chuan)舶泥漿(jiāng)流量計(jì)測量介(jie)質爲固(gu)液兩相(xiàng)流，施工(gong)過♋程複(fú)雜多變(biàn)，衡量泥(ni)漿流量(liàng)計是否(fǒu)适👈用于(yu)疏浚🈲船(chuán)舶的首(shǒu)要因素(sù)爲測量(liàng)穩定性(xìng)，測量的(de)穩定性(xing)直接影(ying)響着施(shi)工效率(lü)；流量計(jì)🔅的測量(liàng)穩定性(xing)與流量(liàng)計的工(gōng)作原🌍理(li)、安裝方(fāng)式、使用(yòng)壽命及(jí)測☂️量介(jie)質有着(zhe)密切的(de)關系。
　　将(jiang)新型超(chao)聲波流(liu)量計、新(xīn)型聲呐(nà)陣列流(liu)量計安(ān)裝在某(mou)♻️絞吸船(chuan)，測量介(jiè)質爲貝(bei)殼泥沙(shā)海水混(hùn)合液體(ti)；通過對(dui)絞🔞吸船(chuán)施工監(jian)測來記(ji)錄新型(xing)流量計(ji)的流速(su)數據，并(bing)與絞🏒吸(xi)船現役(yi)的電🈲磁(cí)流量計(ji)所測流(liu)速數據(jù)對比分(fèn)析，通過(guò)對比可(ke)知新型(xing)流量計(jì)是否适(shi)用于疏(shū)浚船舶(bo)。
1工作原(yuan)理
1.1電磁(cí)流量計(jì)
　　電磁流(liu)量計是(shi)利用法(fa)拉第電(dian)磁感應(yīng)定律制(zhi)成的一(yi)種測量(liàng)導電液(yè)體體積(ji)流量的(de)儀表；電(dian)磁流量(liang)計的基(ji)本原理(li)是法拉(lā)第電磁(cí)✌️感應定(ding)律，即導(dǎo)體在磁(ci)場中切(qiē)割磁力(lì)線運動(dong)時在其(qí)兩端♊産(chan)生感🈲應(yīng)電動勢(shì)[3]。如圖1所(suǒ)示，導電(dian)性液體(tǐ)在垂直(zhi)于磁場(chang)的💛非磁(ci)性測量(liàng)管内流(liu)動，與流(liu)動方向(xiàng)垂直的(de)方向上(shang)産生與(yu)流量成(cheng)正比😄的(de)感應電(diàn)動勢，其(qi)值如下(xià)：
E=kBD`v
式中：E爲(wèi)感應電(diàn)動勢；k爲(wei)系數；B爲(wèi)磁感應(ying)強度；D爲(wèi)測量管(guan)内徑；`v爲(wèi)平均流(liu)速。

體(tǐ)積流量(liàng)：
Qv=πD2`v/4=πDE/4kB
　　由上式(shì)可知，體(ti)積流量(liang)Qv與感應(yīng)電動勢(shì)E和測量(liang)管内徑(jìng)D成線性(xìng)關系，與(yu)磁場的(de)磁感應(yīng)強度B成(cheng)反比，與(yǔ)其它物(wù)理參🔴數(shù)無💃🏻關。
1.2超(chao)聲波流(liú)量計
　　超(chao)聲波流(liú)量計是(shì)利用超(chao)聲脈沖(chòng)在流體(ti)中傳播(bō)的速度(dù)與流體(tǐ)的速度(dù)有🌂對🤞應(yīng)的關系(xi)，即順流(liú)時的超(chao)聲脈沖(chong)傳播速(sù)⭕度比逆(ni)流📞時傳(chuan)播的速(su)度要快(kuài)，順流與(yu)逆流兩(liang)種超☂️聲(sheng)脈沖傳(chuán)播的時(shí)間差✉️越(yue)大，則流(liu)量越大(dà)原理[4]。如(ru)圖2所示(shì)流量計(jì)工作時(shi)，處在上(shang)遊的換(huàn)能器🍓發(fā)射調制(zhì)🏃‍♀️後的超(chao)聲波🛀脈(mo)沖，爲順(shùn)流傳播(bō)，下遊的(de)換能器(qi)接收🔆到(dào)脈沖後(hou)再返回(huí)一個相(xiang)同調制(zhì)脈沖，該(gai)脈沖逆(nì)流傳播(bo)到上遊(you)換能🈚器(qì)，根據兩(liang)束脈沖(chong)的傳播(bo)距離、傳(chuan)🈲播時間(jiān)可以計(ji)算出😍聲(sheng)速、被測(ce)量介質(zhi)😄流速。新(xin)型超聲(sheng)波流量(liang)❄️計的改(gǎi)進之處(chu)即在于(yú)這個脈(mo)沖的❗抗(kàng)幹🛀🏻擾性(xìng)，脈沖由(you)一個已(yǐ)知低頻(pin)波形去(qu)調制固(gu)定高頻(pin)，這樣接(jie)收端可(ke)以進行(hang)波形比(bi)對，濾除(chú)常見的(de)介質噪(zao)聲；計算(suan)聲波傳(chuán)輸時間(jiān)時采取(qu)波形鑒(jian)相，提高(gāo)了聲波(bo)傳輸時(shi)間的精(jing)度，進而(ér)提高流(liú)量計的(de)測量精(jing)📞度。


2流量計(ji)應用測(cè)試
2.1測試(shì)條件
1）時(shi)間：2025年12月(yuè)15日；
2）地點(diǎn)：廈門機(jī)場；
3）船舶(bo)：新海豚(tun)絞吸船(chuán)；
4）流量計(ji)型号：電(dian)磁流量(liàng)計、便攜(xié)式外夾(jiá)超聲波(bō)流量計(jì)（4個探💚頭(tóu)🈲）、抱箍式(shì)聲呐陣(zhèn)列波流(liú)量計；
5）流(liú)量計口(kou)徑：DN850；
6）安裝(zhuang)位置：排(pai)泥金屬(shǔ)主管道(dao)（如圖3依(yi)次爲超(chao)聲波、聲(sheng)⭕呐陣列(lie)、電✂️磁流(liu)量計）；
7）介(jiè)質：貝殼(ke)泥沙海(hai)水混合(hé)液體（施(shī)工穩定(ding)階段濃(nóng)度爲30%）
2.2測(cè)試準備(bei)與開始(shǐ)
　　超聲波(bō)流量計(jì)的安裝(zhuāng)對管道(dao)要求較(jiao)高，安裝(zhuang)前需㊙️對(duì)📱管👌道的(de)内壁進(jìn)行厚度(du)測量，測(ce)厚過程(chéng)中發現(xian)管道内(nèi)壁厚薄(báo)不均勻(yun)，爲了避(bi)免管道(dao)表面不(bu)平整導(dǎo)緻探頭(tou)🏃🏻信号衰(shuai)減，安裝(zhuāng)探頭時(shí)在其表(biǎo)面塗抹(mo)較厚的(de)耦合劑(jì)以此填(tián)補管道(dao)表面凹(āo)痕。爲确(que)😍保測試(shì)原始真(zhen)實性，3種(zhǒng)流量計(ji)儀表通(tōng)電後，除(chu)基本參(can)數外，其(qí)餘優化(hua)參數均(jun1)🌐不設置(zhì)。
　　測試準(zhun)備完成(cheng)後，對絞(jiao)吸船啓(qǐ)泵、停泵(beng)及施工(gōng)穩定階(jiē)段流量(liang)計的應(ying)用情況(kuang)進行測(cè)試，并記(jì)錄測試(shì)數☁️據。
3流(liú)量計測(ce)試數據(ju)及分析(xi)
3.1施工穩(wen)定階段(duàn)測試
　　對(duì)施工穩(wen)定階段(duàn)中3種流(liú)量計所(suǒ)測介質(zhì)流速數(shù)據記錄(lù)，截取🐪其(qi)中一段(duàn)數據繪(huì)制成曲(qu)線如圖(tú)4所示。

　　對(duì)曲線中(zhōng)3種流量(liàng)計所測(cè)介質流(liu)速數據(jù)做比較(jiào)分析，3種(zhong)流量計(jì)所測流(liu)速之間(jian)關系爲(wei)（系數爲(wèi)數據段(duàn)的平均(jun1)倍數）：
v超(chao)聲波=1.046v電(dian)磁
v聲呐(na)=1.056v電磁
标(biao)準差是(shi)反映數(shu)據樣本(ben)内個體(tǐ)間的離(lí)散型，流(liú)速的标(biāo)準差可(ke)反映
3種(zhǒng)流量計(ji)測量的(de)穩定性(xing)。
3種流量(liàng)計所測(ce)流速數(shu)據的标(biao)準差分(fèn)别爲：
s電(dian)磁=0.54
s超聲(sheng)波=0.51
s聲呐(nà)=0.47
　　由圖4及(ji)數據分(fen)析可知(zhī)，因第1次(cì)測試，流(liu)量計儀(yi)表隻進(jin)行初始(shǐ)參數設(shè)置，此次(ci)測試3種(zhong)流量計(ji)流速波(bō)動都較(jiao)大。根據(jù)測量情(qing)況，對3種(zhong)流量計(jì)儀表參(cān)數進行(háng)優化設(she)🚶置，優化(huà)後再次(cì)進行測(cè)試，測試(shì)數據曲(qu)線如圖(tu)5所示。

選(xuǎn)取其中(zhong)一段相(xiang)對穩定(dìng)的數據(jù)進一步(bù)分析可(ke)知（選取(qǔ)的⛹🏻‍♀️樣本(ben)數與第(di)1次測試(shì)相同）：
v超(chāo)聲波=1.031v電(dian)磁
v聲呐(na)=1.044v電磁
3種(zhǒng)流量計(jì)所測流(liu)速數據(jù)的标準(zhǔn)差爲：
s電(diàn)磁=0.42
s超聲(sheng)波=0.41
s聲呐(nà)=0.35
　　綜上可(ke)知2次測(ce)試中3種(zhǒng)流量計(jì)所測介(jie)質流速(sù)之間關(guan)系爲v聲(shēng)呐>v超聲(sheng)波>v電磁(ci)；第2次測(ce)試中3種(zhong)流量計(jì)所測流(liú)🏃速較第(di)1次更加(jia)穩定，且(qiě)聲呐陣(zhèn)列流量(liàng)計所測(ce)流速依(yi)然是穩(wen)定，超聲(shēng)波流量(liang)計所測(ce)流速的(de)穩定性(xìng)與電磁(cí)🈲流量計(ji)所測流(liú)速的穩(wěn)定性相(xiàng)當。
3.2啓動(dong)、停止測(ce)試
　　施工(gōng)穩定階(jie)段測試(shì)中用于(yú)分析的(de)數據是(shì)截取流(liú)量🌏穩💘定(dìng)後的一(yi)段，對于(yú)絞吸船(chuán)泥泵啓(qi)動初期(qi)、停止時(shí)流量計(ji)🎯所測流(liu)速👉數據(ju)沒有進(jìn)行比較(jiào)分析；爲(wèi)綜合分(fèn)析施工(gong)各個階(jie)段流量(liang)計🔅測量(liang)情況，将(jiāng)絞吸船(chuan)泥泵啓(qi)動初期(qī)、停止時(shi)的流量(liàng)計所測(cè)流速數(shù)據進行(háng)對比分(fèn)析。截取(qǔ)測試中(zhong)泥泵由(you)停止再(zài)到啓動(dòng)時的流(liu)量計所(suǒ)測流速(su)數據繪(huì)制成曲(qǔ)線，如圖(tu)6所示。
　　由(you)圖6可知(zhi)在泵停(ting)止階段(duàn)，在流速(sù)下降階(jie)段聲呐(nà)陣列♉流(liú)量🍉計💞相(xiang)對有較(jiào)大的波(bō)動，超聲(shēng)波及電(dian)磁流量(liàng)計相對(dui)穩定；小(xiǎo)💋流速🈲階(jie)段👣，聲呐(nà)陣列流(liu)量先無(wú)法測👉量(liàng)到流速(su)，後出現(xian)間歇的(de)抖動；超(chao)聲波流(liu)量計和(hé)電🔱磁流(liu)量計所(suo)測流速(su)相對平(píng)滑下降(jiàng)直到流(liú)速爲0。在(zai)泵啓動(dòng)初期，聲(sheng)呐陣列(lie)流🔴量計(ji)會有較(jiào)♻️大的波(bo)動，超聲(shēng)波流量(liang)計和🈲電(dian)磁流量(liang)計上升(shēng)相對穩(wěn)定平滑(hua)。
　　新型聲(shēng)呐陣列(liè)流量計(ji)所測介(jiè)質流速(su)在泵啓(qǐ)動階段(duan)雖然有(you)較大的(de)波動，但(dàn)是能在(zai)短時間(jian)内穩定(ding)下來，因(yin)此波動(dong)不會對(duì)施工穩(wen)定階段(duan)産生較(jiao)大的影(yǐng)🐉響。
4流量(liàng)計固有(yǒu)特性分(fen)析
1）安裝(zhuāng)方式
　　電(dian)磁流量(liang)計爲接(jiē)觸式安(ān)裝，需安(ān)裝在管(guan)道上，安(ān)裝時需(xu)拆😄卸管(guan)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼道[6]；新型(xing)超聲波(bo)流量計(jì)和聲呐(nà)陣列流(liu)量計🔆都(dōu)爲非接(jie)觸式🐅安(an)裝，隻需(xu)對管路(lu)進行處(chu)理後外(wai)夾在管(guǎn)路上即(jí)可。
2）使用(yòng)壽命
　　安(ān)裝方式(shì)很大程(cheng)度上決(jué)定流量(liàng)計的使(shi)用壽命(ming)；電磁流(liu)量計✔️是(shi)接觸式(shi)安裝，流(liú)量計受(shou)介質流(liu)動而磨(mo)損，新型(xíng)超🧡聲波(bō)流量🐇計(jì)和聲呐(na)陣列流(liú)量計爲(wèi)非接觸(chù)式安裝(zhuāng)，不受介(jie)質流動(dòng)影響🎯，故(gu)新型♌超(chāo)聲波流(liu)量計與(yǔ)聲呐陣(zhèn)列流量(liang)🤟計的使(shǐ)用壽命(ming)比電磁(ci)流量計(jì)使用壽(shou)命長。

5結(jié)語
　　通過(guò)對新型(xíng)泥漿流(liu)量計測(ce)試含貝(bei)殼泥沙(shā)海水混(hùn)合液體(tǐ)介⁉️質并(bing)與現役(yì)電磁流(liu)量計對(duì)比可知(zhī)，新型✊超(chāo)聲波流(liu)量計、聲(sheng)呐陣列(liè)流量計(jì)所測介(jiè)質流速(su)大🏃🏻于現(xiàn)役電磁(cí)流量計(ji)所💔測介(jie)質流速(su)；在施工(gōng)穩定階(jie)🌈段，新型(xing)聲呐陣(zhen)列流⭕量(liang)計流速(sù)測量具(ju)有更好(hao)的穩定(ding)性，新型(xíng)超❗聲波(bō)流量計(jì)與船舶(bó)現役電(diàn)磁流量(liàng)計流速(sù)測量穩(wen)定🈲性相(xiàng)當。綜合(hé)考慮泥(ní)漿流量(liàng)計⭕固有(you)特性及(jí)測🔞試結(jie)果，新型(xing)超聲波(bo)流量🐪計(ji)與聲呐(na)陣列流(liu)量計流(liú)速測量(liang)穩❓定性(xing)滿足疏(shu)浚船舶(bó)要求，适(shì)用于疏(shū)浚船舶(bo)。

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