程 竟，张彩娃

（中国恩菲工程技术有限公司，北京 100038）

目前在有色行业矿山中，通常采用电磁流量计来检测矿浆的流量，但由于电磁流量计本身的测量原理受铁磁性物质的影响，导致测量铁磁性矿浆流量精度不高，偏差较大。但是矿浆的流量测量，在铁矿选矿中是十分重要的。本文介绍了声呐流量计的原理及其在铁磁性矿浆流量测量中的应用，有效地解决了铁磁性矿浆流量的检测。

1 流量计在矿浆检测应用上的比较

表1是对声呐流量计和电磁流量计在铁磁性矿浆流量测量的优缺点比较。

表1 声呐流量计与电磁流量计在铁磁性矿浆流量测量中的比较Table 1 Comparison of sonar flowmeter and electromagnetic flowmeter in ferromagnetic slurry flow measurement

2 声呐流量计的原理

声呐流量计的传感器由柔性压电PVDF薄膜制成[2]，其沿流体流动的方向等距离包裹在管道周围，组成线性应变测量阵列。当流体流动时会产生旋涡，旋涡通过安装在管道外壁的传感器阵列时，能够测出每一个旋涡的声学特征。由于传感器阵列的间距是固定的，因而通过测量相同特征的同一旋涡分子流过传感器的时间间隔，可以计算出旋涡的流速，进而得到流量。

图1 声呐流量计原理图Fig.1 Schematic diagram of sonar flowmeter

如1图所示，声呐流量计的探头是8个被动压电转换传感器，通过CIDRA专利的声呐阵列处理算法，得到涡流的平均轴向速度。测量步骤如下所示：

◇ 测量介质的湍流对管道的内壁产生了微小的压力变化。

◇ 这种微小的压力变化，使管道发生了微小的机械形变。

◇ 包裹在管道外壁的探头（无需耦合剂）将形变量转化为电信号。……