0引言(yan)
　　疏浚船舶(bó)泥漿流量(liàng)計是計算(suàn)挖泥産量(liang)、指導施工(gong)操作的重(zhòng)要設備之(zhī)一，所測流(liu)量數據爲(wei)施工管理(lǐ)提供重要(yao)的決策依(yī)據[1]。現階段(duan)疏浚船舶(bó)泥漿流⛹🏻‍♀️量(liang)計多爲接(jie)觸式電磁(cí)流量計，新(xīn)型超聲波(bō)及聲呐陣(zhen)列✏️流量計(ji)應用于石(shí)油化工、礦(kuàng)山♍采礦、鋼(gāng)鐵等行業(yè)，應用于疏(shu)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(jiè)🔴質爲固液(yè)兩相流，施(shī)工過程❤️複(fú)雜多變，衡(héng)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(liàng)的穩定性(xing)直接影響(xiǎng)着🌂施工效(xiào)率；流量計(jì)的測量穩(wen)定性與流(liú)量計的工(gong)作原理、安(ān)裝方式、使(shi)用壽命及(ji)測🌈量介質(zhì)有着密切(qiē)的關系。
　　将(jiāng)新型超聲(sheng)波流量計(jì)、新型聲呐(na)陣列流量(liàng)計安裝在(zài)某🈲絞吸👨‍❤️‍👨船(chuan)🆚，測量介質(zhì)爲貝殼泥(ni)沙海水混(hùn)合液體🈲；通(tōng)過對絞吸(xī)船施工監(jian)測🔅來記錄(lu)新型流量(liang)計的流速(sù)數據，并與(yǔ)絞吸船現(xian)役的電磁(ci)流量♋計所(suo)測流速數(shu)據對比🐪分(fen)析，通過對(duì)比可知新(xīn)型流量計(ji)是否适用(yòng)于疏浚船(chuán)舶。
1工作原(yuán)理
1.1電磁流(liú)量計
　　電磁(cí)流量計是(shì)利用法拉(lā)第電磁感(gǎn)應定律制(zhi)成的一種(zhong)測量導🐪電(diàn)液體體積(ji)流量的儀(yi)表；電磁流(liu)量計的基(ji)本原理🏃‍♀️是(shi)法拉第電(diàn)磁感應定(dìng)律，即導體(ti)在磁場中(zhōng)切割磁力(lì)線運🔴動時(shí)在其兩端(duān)産生感應(yīng)電動勢[3]。如(ru)圖1所示，導(dǎo)電性液體(tǐ)在垂直于(yú)磁場的非(fēi)磁性測量(liàng)管内流動(dong)，與流動方(fang)向垂直的(de)方向上産(chan)生與流量(liàng)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(ying)強度；D爲測(ce)量管内徑(jing)；`v爲平均流(liú)速。

體(ti)積流量：
Qv=πD2`v/4=πDE/4kB
　　由(yóu)上式可知(zhī)，體積流量(liang)Qv與感應電(dian)動勢E和測(cè)量管内徑(jìng)♋D成🐇線性關(guān)系，與磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強度B成反(fǎn)比，與其它(ta)物理參⭐數(shu)無關。
1.2超聲(sheng)波流量計(jì)
　　超聲波流(liu)量計是利(lì)用超聲脈(mò)沖在流體(tǐ)中傳播的(de)速度與流(liu)體的速♉度(dù)有對應的(de)關系，即順(shùn)流時的超(chāo)聲脈沖傳(chuán)播速🚩度比(bi)逆流時傳(chuán)播的🐉速度(du)要快，順流(liu)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(gōng)作時，處在(zai)上遊的換(huan)能器發射(she)調制後的(de)超聲波脈(mò)沖，爲順流(liú)傳播，下遊(you)的換能器(qi)接收🈲到脈(mò)沖後再返(fan)🛀回一個相(xiàng)同調制脈(mò)沖，該脈沖(chong)逆流傳播(bō)到上遊換(huàn)能器，根據(ju)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼兩束脈沖(chòng)的傳播距(jù)離、傳播時(shi)間可以計(jì)算出聲速(su)、被測量介(jiè)質流速。新(xin)型超🎯聲波(bo)流量計的(de)改進之處(chù)即在于這(zhè)個脈沖的(de)抗幹擾性(xing)，脈沖由一(yi)個⚽已知低(dī)頻波形去(qù)調制🤟固定(dìng)高頻，這樣(yang)接收端♻️可(ke)以進行波(bō)形比對，濾(lǜ)除常見的(de)介質👣噪聲(sheng)；計算聲波(bo)傳輸時間(jian)時采取🏒波(bo)形鑒相，提(tí)高了聲波(bō)傳輸🈲時間(jian)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(cè)試
2.1測試條(tiáo)件
1）時間：2025年(nián)12月15日；
2）地點(dian)：廈門機場(chǎng)；
3）船舶：新海(hai)豚絞吸船(chuán)；
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(sheng)呐陣列波(bō)流量計；
5）流(liu)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(wèi)超聲波、聲(shēng)呐陣🛀🏻列、電(diàn)磁💜流量計(jì)）；
7）介質：貝殼(ke)泥沙海水(shuǐ)混合液體(ti)（施工穩定(ding)階段濃度(du)爲30%）
2.2測試準(zhǔn)備與開始(shi)
　　超聲波流(liu)量計的安(an)裝對管道(dào)要求較高(gāo)，安裝前需(xu)對管🤟道的(de)内壁進行(hang)厚度測量(liàng)，測厚過程(chéng)中發現管(guǎn)道内壁厚(hòu)薄不均勻(yun)，爲了避免(miǎn)管道表面(miàn)不平整導(dǎo)緻探頭信(xìn)号衰⭕減，安(ān)裝探頭時(shí)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(que)保測試原(yuán)始真實性(xing)，3種流量計(jì)儀表通電(dian)後，除基本(běn)參數外，其(qí)✍️餘優化參(cān)數👄均不設(she)置。
　　測試準(zhun)備完成後(hou)，對絞吸船(chuán)啓泵、停泵(beng)及施工穩(wěn)定階段流(liu)量計的應(ying)用情況進(jìn)行測試，并(bing)記錄測試(shi)數據。
3流量(liàng)計測試數(shu)據及分析(xi)
3.1施工穩定(ding)階段測試(shì)
　　對施工穩(wen)定階段中(zhōng)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(duàn)數據繪制(zhì)成曲線如(ru)圖4所示。

　　對(dui)曲線中3種(zhong)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(jì)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(dian)磁
v聲呐=1.056v電(dian)磁
标準差(chà)是反映數(shù)據樣本内(nèi)個體間的(de)離散型，流(liu)速的标🈲準(zhun)差可反映(ying)
3種流量計(ji)測量的穩(wěn)定性。
3種流(liú)量計所測(ce)流速數據(jù)的标準差(cha)分别爲：
s電(dian)磁=0.54
s超聲波(bo)=0.51
s聲呐=0.47
　　由圖(tu)4及數據分(fèn)析可知，因(yin)第1次測試(shi)，流量計儀(yi)表隻進💋行(hang)💞初始參🔅數(shu)設置，此次(ci)測試3種流(liu)量計流速(sù)波動都較(jiao)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(huà)設置，優化(hua)後再次進(jin)行測試，測(ce)試數據曲(qu)線如圖5所(suo)示。

選取其(qi)中一段相(xiàng)對穩定的(de)數據進一(yi)步分析可(ke)知（選取的(de)樣本數與(yu)第1次測試(shì)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(suǒ)測流速數(shu)據的标準(zhǔn)差爲：
s電磁(ci)=0.42
s超聲波=0.41
s聲(shēng)呐=0.35
　　綜上可(ke)知2次測試(shì)中3種流量(liàng)計所測介(jie)質流速之(zhi)間關系爲(wèi)🤞v聲呐>v超聲(sheng)波>v電磁；第(di)2次測試中(zhōng)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(suǒ)測流速依(yī)🌂然是穩定(dìng)，超聲波流(liu)量計所測(ce)流速的穩(wěn)定性與電(diàn)磁流量計(jì)所測流速(sù)的穩定性(xing)相當。
3.2啓動(dong)、停止測試(shi)
　　施工穩定(dìng)階段測試(shi)中用于分(fèn)析的數據(ju)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(jì)所測♌流速(su)數據✍️沒有(you)進行比較(jiao)分析；爲綜(zong)合分析施(shi)工各個階(jie)段流量計(jì)測量情況(kuàng)，将絞吸船(chuán)❄️泥泵啓動(dòng)❌初期、停止(zhi)時的流量(liang)🚶‍♀️計所測流(liú)速數據進(jin)行對比分(fen)析🌂。截取測(ce)試中泥泵(beng)由停止再(zài)到啓動時(shi)的流量計(ji)所測流速(sù)數據繪制(zhì)成曲線，如(ru)圖6所示。
　　由(you)圖6可知在(zài)泵停止階(jie)段，在流速(su)下降階段(duan)聲呐陣列(lie)流㊙️量計✂️相(xiàng)對有較大(dà)的波動，超(chao)聲波及電(dian)磁流量📱計(ji)相對穩🈲定(dìng)；小流速階(jiē)段，聲呐陣(zhen)列流量先(xiān)無法測🎯量(liang)到流速，後(hòu)出現間歇(xiē)的抖動🏃🏻；超(chāo)聲波流量(liang)計和電❄️磁(ci)流量計所(suǒ)測流速相(xiàng)對平滑下(xia)降直到流(liu)速爲0。在泵(beng)啓動初期(qī)，聲呐陣列(liè)流量計會(huì)有較🈲大的(de)波動，超聲(shēng)波流量計(ji)和電磁流(liu)量計上升(shēng)相對穩定(ding)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(sui)然有較大(dà)的波動，但(dàn)是能在短(duan)時間内穩(wen)定下來，因(yīn)此波⚽動不(bú)會對施工(gōng)穩定階段(duan)産生較大(dà)的影響。
4流(liu)量計固有(you)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(guǎn)道上，安裝(zhuang)㊙️時需拆卸(xie)管⛱️道[6]；新型(xíng)超聲波流(liú)量計和聲(sheng)呐陣列流(liú)量計都爲(wèi)非接觸式(shì)安裝，隻需(xu)對管路進(jin)行處理後(hou)外夾在管(guan)路上🙇‍♀️即可(ke)。
2）使用壽命(mìng)
　　安裝方式(shì)很大程度(du)上決定流(liu)量計的使(shǐ)用壽命；電(diàn)磁流量計(ji)是⭐接觸式(shì)安裝，流量(liang)計受介質(zhi)流動而磨(mo)損，新型超(chāo)聲波流量(liàng)計和聲呐(na)陣列流量(liàng)計爲非接(jiē)觸式安裝(zhuāng)，不受介質(zhi)流🧡動影響(xiang)🆚，故新型超(chao)聲波流量(liang)計與聲呐(na)陣列流量(liang)計的使用(yong)壽命比電(dian)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(sha)海水混🐪合(hé)🔞液體介質(zhi)并與現役(yì)電磁流量(liang)計對比可(ke)知，新型🔞超(chāo)聲波流量(liàng)計、聲呐🏒陣(zhen)列👌流量計(jì)所測介質(zhi)流速大于(yú)現役電磁(ci)流量計所(suo)測介質🌂流(liu)速；在施工(gong)穩定階段(duàn)，新型聲⛷️呐(nà)陣列流量(liàng)計流速測(ce)量具有更(gèng)好的穩定(dìng)性，新型超(chāo)聲波流量(liang)計與船舶(bo)現役🔱電磁(cí)流量計流(liu)速測量穩(wěn)定性相當(dāng)。綜合考慮(lü)泥漿流量(liang)計固有特(te)性及測🏃‍♀️試(shi)結果💔，新型(xing)超聲波流(liu)量計與聲(sheng)呐陣列流(liu)量計流速(sù)測量穩定(ding)性滿足疏(shū)浚船🔴舶要(yao)求，适用于(yú)疏浚船舶(bo)。

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