DB11-T 2310-2024大口径输水管涵流量监测规程 超声传播时间法

ICS17.120.01CCSP56

DB11北 京 市 地 方 标 准DB11/T2310—2024大口径输水管涵流量监测规程超声传播时间法CodeforfluidflowmonitoringoflargediameterwatertransmissionculvertUltrasonictransit-timemethod2024-09-23发布 2025-01-01实施北京市市场监督管理局 发布DB11/T2310—2024DB11/T2310—2024DB11/T2310—2024DB11/T2310—2024IIIIII目 次前言 II1范引文件 1语定义 13量3测案4场装6量确度7始据断9附录A（范）权系数 10附录B（料）三坐标几参测量 12前 言本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件由北京市水务局提出并归口。本文件由北京市水务局组织实施。DB11/T2310—2024DB11/T2310—2024DB11/T2310—2024DB11/T2310—2024PAGEPAGE11PAGEPAGE10大口径输水管涵流量监测规程超声传播时间法范围（本文件适用于断面为封闭的圆形、矩形或异型有压流道，直径或等效直径不小于DN800的大口径输水管涵流量监测。（GB/T35717水轮机、蓄能泵和水泵水轮机流量的测量超声传播时间法JJF1001通用计量术语及定义JJF1358非实流法校准DN1000～DN15000液体超声流量计校准规范JJF1001超声传播时间法ultrasonictransit-timemethod利用超声波在水体中逆流传播时间与顺流传播时间之差求出声道流速，利用声道与流道轴线的投方法。超声传播时间法测流装置dischargemeasurementdeviceofultrasonictransit-timemethod采用超声传播时间法进行流量测量的装置。3.13等效直径equivalentdiameter矩形或异形断面流道按相同面积的圆形流道换算得到的直径。超声换能器ultrasonictransducer测流装置中利用压电陶瓷来实现电输出和机械振动输出相互转换的部件，亦称超声探头。内贴式超声换能器built-intransducer安装固定在流道内壁上的超声换能器。声道ultrasonicpath超声在成对的超声换能器间传播的实际路径。声道长度ultrasonicpathlength超声在成对的超声换能器之间传播的实际距离。声道角ultrasonicpathangle声道与流道轴线之间的夹角。声道高度ultrasonicpathheight（（）超声换能器凸出高度transducerprotrusionheight超声换能器外形最高点到流道内壁的垂直距离。3.10凸出比protrusionratio超声换能器凸出高度与圆形流道断面直径（或矩形流道断面宽度或其它异形流道等效直径）之比。声道层ultrasoniclayer声道高度相同的两个声道所在的层面。声道面ultrasonicplane声道角相同的一组声道所在的流道斜截面。符号下列符号适用于本文件。B：矩形流道断面宽度，单位为m。C：水介质声速，单位为m·s-1。D：圆形断面直径或其它断面等效直径，单位为m。H：矩形流道断面高度，单位为m。N：声道数。Q：断面流量，单位为m3·s-1。R：圆形流道半径，单位为m。tu：声道i的逆流传播时间，单位为s。td：声道i的顺流传播时间，单位为s。t：超声传播时间差，单位为s。：i im·s-1。：Vi：声道i的声道轴向流速，单位为m·s-1。di：声道i的声道高度，单位为m。ti：声道i的相对声道高度。i:声道i的声道高度角，单位为°。i：声道i的声道角，单位为°。Li：声道i的声道长度，单位为m。i：声道i的权重系数。1a)以声道长度L、声道角安装在流道两侧，超声逆流传播时间tu大于顺流传播时间td。tuLCVproj

1t

L2 proj d

…………..（1）tdLCpoj C1td1tuL2由式 （1）以到轴向速：VVproj

L 11=

L

…………….（2）cos

2cost t2costtd u du超声换能器安装时通常会凸出于流道边壁，如图1a)所示。对于超声换能器凸出比大于等于道向速测量 b)用多声积计流图1 声播间理示1b)所示，宜采用相对声道高度tidi

R（圆形流道）、tidi

H2（矩形流道）来表征声道的安装位置，其中圆形流道也可采用声道高度角i=arcsinti来表征声道的安装位置。超声换能器应严格按照表A.1中的相对声道高度进行安装。（OWICS），（Gauss-Jacobi）：N NQRVL sin=2R2cosV （3）i i W,i i i i i1 i1若令Wi=icosi，流量计算还可简化为：Q=2Q=2RWVi 2 …………….i i1分法（OWIRS）计算流量：QBHN

…………….）2i i2i1A.1测流装置超声换能器安装位置应选择不易淤积的位置，宜远离扰动区，包括可能产生速度分布不对称、旋涡或大范围紊流的弯曲段，收缩或者扩散段，蝶阀、调流阀等扰流设备。10D3D（布线路径，新建工程应设计合理的布线路径。（8），36°~75°75A.16.1脉冲信号在上、下游方向都能被检测到，且具有适用的信号质量。测流装置主机应满足以下要求：——单台主机具有至少8声道测量能力；——超声传播时间差的测量精度优于1ns；——主机中流量计算模型的权重系数应开放，且可根据实测声道高度进行配置；——具备超声波形显示和诊断功能，具有信号质量评价指标体系；——具备原始数据的存储和传输能力，包括各声道的流速、声速、传播时间、信号强度及质量等。杂质、环境噪声等可能引起超声信号大幅衰减和失真，超声换能器和主机应具有足够的信号增益余量。20.05。件下的零点修正。1D。用锚栓固定，提升长期可靠性；管道外部安装外插式超声换能器时，应在开孔前进行打压试漏。、——几何参数（见7.2）；——权重系数：根据实测声道高度计算的权重系数；——非水介质延时：包含电缆延时、超声换能器延时、主机延时等；——超声换能器凸出效应修正：根据超声换能器及其安装座的凸出比确定。——根据主机的操作要求，输入配置参数；——有水条件下检查各声道的超声波形是否正常，并记录各声道信号强度和质量指标；——有水条件下检查各声道声速的合理性和一致性，由温度换算声速核查实测声速的合理性，流动条件下各声道声速应具有一致性；——流动条件下检查声道流速分布的合理性，包括流动分布的对称性、双声道面流速分布的一致性等；——如有明确的静水条件，应在静水条件下进行零点流速修正。——装置参数配置，包括几何参数、权重系数、非水介质延时信息、超声换能器凸出效应修正信息、零点修正信息；——各声道超声波形的图形表达，以及信号强度和质量指标等；——记录一段时间内瞬时流量的波动过程，统计其均值和标准差；GB/T35717JJF1358时，流速代表性引入的不确定度难以准确评估，宜采用模型试验、数值仿真等方法进行评价。——流速分布规律是否变化；——是否出现声道缺失；——零点是否变化。附录A（规范性）权重系数圆形流道和矩形流道超声换能器的典型布置分别如图A.1和图A.2所示。声道面声道面ABU2/BU3BU1/BU4φAD2/AD3AD1/AD4φ水流AU1/AU4AU2/AU3BD1/BD4BD2/BD3声道面B俯视图换能器换能器声道4AU4/BU4AD4/BD4AU3/BU3AD3/BD3声道3DaadddAU2/BU2AD2/BD2声道2dAU1/BU1AD1/BD1声道1正视图 侧视图BU1/BU1/BU2/BU3/BU4声道面AAD1/AD2/AD3/AD4φφ水流B换能器AU1/AU2/AU3/AU4BD1/BD2/BD3/BD4俯视图声道面BBAU4 AU4 AD4BD4声道4AU3 AD3 声道3dAU2 AD2BD2H声道2dddAU1 AD1BD1声道1正视图 侧视图图A.2矩形流道双面交叉四声道布置A.1A.1表A.1相对声道高度与权重系数声道数N序号i圆形流道矩形流道相对声道高度ti声道高度角i权重系数i相对声道高度ti权重系数i高斯-雅克比圆形优化法高斯-勒让德矩形优化法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