1 引 言
空調水系統(tǒng)被稱為空調系統(tǒng)的“血液循環(huán)系統(tǒng)”，空調水就是“血液循環(huán)系統(tǒng)”里的“血液”，是空調系統(tǒng)最重要的部分，承擔為空調系統(tǒng)輸送冷量的作用�？照{系統(tǒng)的“血液循環(huán)系統(tǒng)”功能的完善與否，“血液”的“健康”與否，直接影響空調系統(tǒng)的正常使用和制冷效果�！督ㄖ�(jié)能工程施工質量驗收規(guī)范》( GB 50411-2007) 11． 2． 11 條強制性規(guī)定，空調系統(tǒng)的冷( 熱) 水總流量、冷卻水總流量、空調機組水流量為系統(tǒng)聯(lián)合試運轉及調試檢測項目，并給出了允許偏差或規(guī)定值。該規(guī)范 14． 2 條系統(tǒng)節(jié)能性能檢測部分要求，空調系統(tǒng)的冷( 熱) 水總流量、冷卻水總流量、空調機組水流量應由建設單位委托具有相應資質的檢測機構檢測并出具檢測報告。《公共建筑節(jié)能檢測標準》( JGJ/T 177-2009) 規(guī)定，空調系統(tǒng)現(xiàn)場檢測流量測試儀表應采用超聲波流量計。超聲波流量計已成為空調水系統(tǒng)節(jié)能檢測最常用的儀器設備。
2 超聲波流量計的工作原理
超聲波流量計是近十幾年來隨著集成電路技術迅速發(fā)展才開始應用的一種流量測量儀器，適于測量不易接觸和觀察的流體以及大管徑流量。根據(jù)對信號檢測的原理，超聲波流量計大致可分為傳播速度差法( 包括: 直接時差法、時差法、相位差法、頻差法) 、波束偏移法、多普勒法、相關法、空間濾波法及噪聲法等。其中，頻差法和時差法克服了聲速隨流體溫度變化帶來的誤差，準確度較高，所以被廣泛采用。
時差法超聲波流量計原理示意圖如圖 1 所示。在圖 1 中，有兩個換能器———順流換能器和逆流換能器，兩個換能器分別安裝在流體管線的兩側，并相距一定距離。超聲波行走的路徑長度為 L，超聲波的傳播方向與流體的流動方向夾角為 θ。由于流體流動的原因，超聲波順流傳播 L 長度的距離所用的時間比逆流傳播所用的時間短，其時間差與流體流速存在線性關系。這樣，通過觀測超聲波在介質中的順流和逆流傳播時間差來間接測量流體的流速，再通過流速來計算流量。
3 超聲波流量計的影響因素分析
常見的影響超聲波流量計現(xiàn)場檢測精度的因素可以歸納為以下幾點:
( 1) 流量計本身的計量精度;
( 2) 管道因素的影響( 直管段長度、管徑、輸入壁厚、內襯及管道材質等) ;
( 3) 噪聲的影響( 被測介質是否滿管及附近是否有干擾源) 。
3． 1 流量計本身的計量精度
現(xiàn)場采用英國梅克羅尼生產的便攜式流量計Portaflow 作為液體流量主要檢測儀器，其原理是采用時差法測量。儀器借助夾鉗式傳感器，能夠精確測量密閉管道內的液體流量。該儀器配有 A、B 兩種傳感器，即換能器，分別用于小管徑及大管徑管道的測試，能夠測量幾乎所有管道材質及管徑范圍從 13mm ～ 5000mm 的管道流量。廣州市能源檢測研究院校準證書校準結果如表 1 所示。
可見，常見流速范圍內，所用便攜式流量計 Por-taflow 示值誤差均在 ± 2% 以內，其中 A 傳感器為正偏差，且在流速為 0． 89m/s、流量為 25． 0m3/ h 時，其誤差最小; B 傳感器為負偏差，且在流速為 3． 5m/s、流量為 100． 0m3/ h 時，其誤差最小。示值誤差隨著被測管道流量的變化曲線如圖 2 所示。
可見，在管道流量 40m3/ h 以內，A、B 兩種傳感器示 值 誤 差 變 化 較 為 平 穩(wěn)。當 管 道 流 量 大 于40m3/ h時，隨著被測管道流量的增加，A 傳感器示值誤差逐漸加大，而 B 傳感器逐漸減少�，F(xiàn)場空調水流量檢測時，為減少測試誤差，大流量管道應選擇 B 傳感器，小流量管道采用 A 傳感器，且應根據(jù)計量結果對流量測量結果進行修正。
3．2 管道因素的影響
由于現(xiàn)場空調管道情況的影響，便攜式超聲波流量計的使用精度往往低于其標稱精度，當誤差較大時，甚至不能滿足使用要求。為了評價管道因素對便攜超聲波流量計的影響，用便攜式流量計進行了管道影響因素的試驗分析。
( 1) 直管段( 流態(tài)) 。一般要求流量計上游、下游分別有管徑 10 倍和 5 倍以上的直管段( 稱之為標準直管段長度工況) ，以確保被測介質的流態(tài)滿足儀表精度要求。實際檢測時，往往找不到滿足標準直管道長度工況要求的安裝位置，在標準直管段長度和非標準情況下試驗結果如表 2 所示。
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