DB11-T 2310-2024大口徑輸水管涵流量監(jiān)測規(guī)程 超聲傳播時間法

ICS17.120.01CCSP56

DB11北 京 市 地 方 標(biāo) 準DB11/T2310—2024大口徑輸水管涵流量監(jiān)測規(guī)程超聲傳播時間法CodeforfluidflowmonitoringoflargediameterwatertransmissionculvertUltrasonictransit-timemethod2024-09-23發(fā)布 2025-01-01實施北京市市場監(jiān)督管理局 發(fā)布DB11/T2310—2024DB11/T2310—2024DB11/T2310—2024DB11/T2310—2024IIIIII目 次前言 II1范引文件 1語定義 13量3測案4場裝6量確度7始據(jù)斷9附錄A（范）權(quán)系數(shù) 10附錄B（料）三坐標(biāo)幾參測量 12前 言本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件由北京市水務(wù)局提出并歸口。本文件由北京市水務(wù)局組織實施。DB11/T2310—2024DB11/T2310—2024DB11/T2310—2024DB11/T2310—2024PAGEPAGE11PAGEPAGE10大口徑輸水管涵流量監(jiān)測規(guī)程超聲傳播時間法范圍（本文件適用于斷面為封閉的圓形、矩形或異型有壓流道，直徑或等效直徑不小于DN800的大口徑輸水管涵流量監(jiān)測。（GB/T35717水輪機、蓄能泵和水泵水輪機流量的測量超聲傳播時間法JJF1001通用計量術(shù)語及定義JJF1358非實流法校準DN1000～DN15000液體超聲流量計校準規(guī)范JJF1001超聲傳播時間法ultrasonictransit-timemethod利用超聲波在水體中逆流傳播時間與順流傳播時間之差求出聲道流速，利用聲道與流道軸線的投方法。超聲傳播時間法測流裝置dischargemeasurementdeviceofultrasonictransit-timemethod采用超聲傳播時間法進行流量測量的裝置。3.13等效直徑equivalentdiameter矩形或異形斷面流道按相同面積的圓形流道換算得到的直徑。超聲換能器ultrasonictransducer測流裝置中利用壓電陶瓷來實現(xiàn)電輸出和機械振動輸出相互轉(zhuǎn)換的部件，亦稱超聲探頭。內(nèi)貼式超聲換能器built-intransducer安裝固定在流道內(nèi)壁上的超聲換能器。聲道ultrasonicpath超聲在成對的超聲換能器間傳播的實際路徑。聲道長度ultrasonicpathlength超聲在成對的超聲換能器之間傳播的實際距離。聲道角ultrasonicpathangle聲道與流道軸線之間的夾角。聲道高度ultrasonicpathheight（（）超聲換能器凸出高度transducerprotrusionheight超聲換能器外形最高點到流道內(nèi)壁的垂直距離。3.10凸出比protrusionratio超聲換能器凸出高度與圓形流道斷面直徑（或矩形流道斷面寬度或其它異形流道等效直徑）之比。聲道層ultrasoniclayer聲道高度相同的兩個聲道所在的層面。聲道面ultrasonicplane聲道角相同的一組聲道所在的流道斜截面。符號下列符號適用于本文件。B：矩形流道斷面寬度，單位為m。C：水介質(zhì)聲速，單位為m·s-1。D：圓形斷面直徑或其它斷面等效直徑，單位為m。H：矩形流道斷面高度，單位為m。N：聲道數(shù)。Q：斷面流量，單位為m3·s-1。R：圓形流道半徑，單位為m。tu：聲道i的逆流傳播時間，單位為s。td：聲道i的順流傳播時間，單位為s。t：超聲傳播時間差，單位為s。：i im·s-1。：Vi：聲道i的聲道軸向流速，單位為m·s-1。di：聲道i的聲道高度，單位為m。ti：聲道i的相對聲道高度。i:聲道i的聲道高度角，單位為°。i：聲道i的聲道角，單位為°。Li：聲道i的聲道長度，單位為m。i：聲道i的權(quán)重系數(shù)。1a)以聲道長度L、聲道角安裝在流道兩側(cè)，超聲逆流傳播時間tu大于順流傳播時間td。tuLCVproj

1t

L2 proj d

…………..（1）tdLCpoj C1td1tuL2由式 （1）以到軸向速：VVproj

L 11=

L

…………….（2）cos

2cost t2costtd u du超聲換能器安裝時通常會凸出于流道邊壁，如圖1a)所示。對于超聲換能器凸出比大于等于道向速測量 b)用多聲積計流圖1 聲播間理示1b)所示，宜采用相對聲道高度tidi

R（圓形流道）、tidi

H2（矩形流道）來表征聲道的安裝位置，其中圓形流道也可采用聲道高度角i=arcsinti來表征聲道的安裝位置。超聲換能器應(yīng)嚴格按照表A.1中的相對聲道高度進行安裝。（OWICS），（Gauss-Jacobi）：N NQRVL sin=2R2cosV （3）i i W,i i i i i1 i1若令Wi=icosi，流量計算還可簡化為：Q=2Q=2RWVi 2 …………….i i1分法（OWIRS）計算流量：QBHN

…………….）2i i2i1A.1測流裝置超聲換能器安裝位置應(yīng)選擇不易淤積的位置，宜遠離擾動區(qū)，包括可能產(chǎn)生速度分布不對稱、旋渦或大范圍紊流的彎曲段，收縮或者擴散段，蝶閥、調(diào)流閥等擾流設(shè)備。10D3D（布線路徑，新建工程應(yīng)設(shè)計合理的布線路徑。（8），36°~75°75A.16.1脈沖信號在上、下游方向都能被檢測到，且具有適用的信號質(zhì)量。測流裝置主機應(yīng)滿足以下要求：——單臺主機具有至少8聲道測量能力；——超聲傳播時間差的測量精度優(yōu)于1ns；——主機中流量計算模型的權(quán)重系數(shù)應(yīng)開放，且可根據(jù)實測聲道高度進行配置；——具備超聲波形顯示和診斷功能，具有信號質(zhì)量評價指標(biāo)體系；——具備原始數(shù)據(jù)的存儲和傳輸能力，包括各聲道的流速、聲速、傳播時間、信號強度及質(zhì)量等。雜質(zhì)、環(huán)境噪聲等可能引起超聲信號大幅衰減和失真，超聲換能器和主機應(yīng)具有足夠的信號增益余量。20.05。件下的零點修正。1D。用錨栓固定，提升長期可靠性；管道外部安裝外插式超聲換能器時，應(yīng)在開孔前進行打壓試漏。、——幾何參數(shù)（見7.2）；——權(quán)重系數(shù)：根據(jù)實測聲道高度計算的權(quán)重系數(shù)；——非水介質(zhì)延時：包含電纜延時、超聲換能器延時、主機延時等；——超聲換能器凸出效應(yīng)修正：根據(jù)超聲換能器及其安裝座的凸出比確定?！鶕?jù)主機的操作要求，輸入配置參數(shù)；——有水條件下檢查各聲道的超聲波形是否正常，并記錄各聲道信號強度和質(zhì)量指標(biāo)；——有水條件下檢查各聲道聲速的合理性和一致性，由溫度換算聲速核查實測聲速的合理性，流動條件下各聲道聲速應(yīng)具有一致性；——流動條件下檢查聲道流速分布的合理性，包括流動分布的對稱性、雙聲道面流速分布的一致性等；——如有明確的靜水條件，應(yīng)在靜水條件下進行零點流速修正?！b置參數(shù)配置，包括幾何參數(shù)、權(quán)重系數(shù)、非水介質(zhì)延時信息、超聲換能器凸出效應(yīng)修正信息、零點修正信息；——各聲道超聲波形的圖形表達，以及信號強度和質(zhì)量指標(biāo)等；——記錄一段時間內(nèi)瞬時流量的波動過程，統(tǒng)計其均值和標(biāo)準差；GB/T35717JJF1358時，流速代表性引入的不確定度難以準確評估，宜采用模型試驗、數(shù)值仿真等方法進行評價?！魉俜植家?guī)律是否變化；——是否出現(xiàn)聲道缺失；——零點是否變化。附錄A（規(guī)范性）權(quán)重系數(shù)圓形流道和矩形流道超聲換能器的典型布置分別如圖A.1和圖A.2所示。聲道面聲道面ABU2/BU3BU1/BU4φAD2/AD3AD1/AD4φ水流AU1/AU4AU2/AU3BD1/BD4BD2/BD3聲道面B俯視圖換能器換能器聲道4AU4/BU4AD4/BD4AU3/BU3AD3/BD3聲道3DaadddAU2/BU2AD2/BD2聲道2dAU1/BU1AD1/BD1聲道1正視圖 側(cè)視圖BU1/BU1/BU2/BU3/BU4聲道面AAD1/AD2/AD3/AD4φφ水流B換能器AU1/AU2/AU3/AU4BD1/BD2/BD3/BD4俯視圖聲道面BBAU4 AU4 AD4BD4聲道4AU3 AD3 聲道3dAU2 AD2BD2H聲道2dddAU1 AD1BD1聲道1正視圖 側(cè)視圖圖A.2矩形流道雙面交叉四聲道布置A.1A.1表A.1相對聲道高度與權(quán)重系數(shù)聲道數(shù)N序號i圓形流道矩形流道相對聲道高度ti聲道高度角i權(quán)重系數(shù)i相對聲道高度ti權(quán)重系數(shù)i高斯-雅克比圓形優(yōu)化法高斯-勒讓德矩形優(yōu)化法4120.8090170.30901754.0018.000.3693160.5975660.3652220.5986400.8611360.3399810.3478550.6521450.3369840.65552751230.8660250.5000000.00000060.0030.000.000.2617990.4534500.5235990.2581350.4558360.5215040.9061800.5384690.0000000.2369270.4786290.5688890.2280940.4854020.56270561230.9009690.6234900.22252164.2938.5712.860.1947270.3508850.4375470.1924600.3518490.4372690.9324700.6612090.2386190.1713240.3607620.4679140.1656950.3636900.467005710.92388067.500.1502790.1482960.9491080.1294850.12484020.70710745.000.2776800.2788850.7415310.2797050.28308530.38268322.500.3628070.3618730.4058450.3818300.37901940.0000000.000.3926990.3935620.0000000.4179590.420611810.93969370.000.1193880.1179660.9602900.1012290.09784520.76604450.000.2243750.2250640.7966660.2223810.22437730.50000030.000.3023000.3019610.5255320.3137070.31264240.17364810.000.3437630.3438660.1834350.3626840.363020910.95105772.000.0970810.0958490.9681600.0812740.07840320.80901754.000.1846580.1853620.8360310.1806480.18270030.58778536.000.2541600.2536700.6133710.2606110.25895340.30901718.000.2987830.2991760.3242530.3123470.31383350.0000000.000.3131590.313