要点
- U20 手持式：25–1200 mm，±1%，锂电池充满约 16 小时；SD 卡存储，可扩展到 32 G；4–20 mA、RS485 Modbus、OCT、继电器任选 2 路输出。
- 水泵机组效率 = 有效功率 ρgQH ÷ 电机输入功率；流量 Q 用 U20 测，扬程 H 看进出口压力表，输入功率用功率分析仪测。
- 流量误差直接进入效率结果：φ159×4.5 管内结垢 2 mm 而按原内径录入，读数偏高约 5.6%（计算值）。
- 空调水系统水力平衡：逐个支路测流量，与设计流量对比后调平衡阀；DN25 以下末端支路超出 U20 管径范围。
- 西格门超声波流量计无防爆型号，U20 不得在爆炸危险区域使用。
节能审计为什么要用手持式超声波流量计？
因为大多数泵房和空调机房在需要的位置根本没有流量计，有的也多年没校过。压力表和电机功率都好读，缺的就是流量——没有它，算不出机组效率、画不出管网特性，节能量也只能估。美国能源部《Improving Pumping System Performance: A Sourcebook for Industry》讲泵系统评估，核心就是在运行中的系统上实测流量、扬程和功率，而不是看铭牌。
U20 手持式外夹超声波流量计正好补上这一项：两只传感器在管外顺流、逆流各发一次超声脉冲，时间差对应流速，乘以管道内截面积得到流量，方法见 ISO 12242（见文末参考资料）。不断管、不动焊、不停机，一台表几天就能把一个厂的主要水泵、总管和支路测一遍。国内节能服务公司做能源审计、合同能源管理项目的节能量测算，以及暖通调试单位做竣工验收，都是这个用法。
节能审计与调试的典型测量任务
下表是节能服务公司、暖通调试单位和工厂动力车间最常用手持表做的几类工作。管径、温度为国内常见情况，仅供参考；型号参数取自西格门外夹式超声波流量计产品页。
| 测量任务 | 常见管道 | 介质 / 温度 | 建议配置 | 现场要确认 |
|---|---|---|---|---|
| 水泵机组效率测试（循环泵、供水泵、冷却水泵） | 钢管，DN80–DN400 | 冷却水、工艺水、清水，常温 | U20 + 进出口压力表 + 功率分析仪 | 泵和止回阀后的直管段；两块压力表的位置和高差；功率分析仪接在电机或变频器进线 |
| 能源审计管网流量普查、负荷曲线记录 | 总管、干管，DN100–DN1200 | 冷冻水、冷却水、工艺水 | U20，SD 卡按分钟记录 | 实测外径和壁厚；老钢管内壁结垢；记录间隔和时长 |
| 空调水系统水力平衡 | 钢管、铜管支路，DN25–DN100 | 冷冻水、采暖热水 | U20 逐支路测 | 各支路设计流量；保温层开窗位置；平衡阀开度 |
| 新建系统调试与竣工验收 | 新钢管、不锈钢管、塑料管，DN25–DN600 | 冲洗后的清水 | U20 | 管道已充满并排气；设计工况点；变频泵要测的转速档 |
| 采暖热水、凝结水回水（液态） | 钢管，DN25–DN300 | 热水 | U20，按水温选配传感器 | 水温（订货时说明）；回水是否闪蒸、带气；高温管防烫 |
| 核对现有固定流量计 | 与固定表同一根管，DN25–DN1200 | 清水 | U20 装在固定表上游或下游 | 两表读数取同一时段；两处都要有直管段 |
用外夹式流量计怎么测水泵机组效率？
在稳定工况下同时测流量、扬程和电机输入功率，再计算。建议步骤：
- 选测流管段：出口管上找满管的直管段，尽量上游约 10D、下游约 5D，避开泵出口弯头、止回阀和调节阀；φ159 管约 1.6 m 和 0.8 m。
- 录入实测管道参数：外径用卷尺量周长换算，壁厚用超声测厚仪实测，管材、内衬和介质一并录入，主机自动算出传感器间距。
- 同一时段读扬程和功率：进、出口压力表装在同管径处，表位有高差的按高差修正；功率分析仪接在电机或变频器进线上读输入 kW。
- 记录后计算：每个工况点 SD 卡记录几分钟流量取平均，按下面算例计算；改变阀门开度或变频转速，再测几个点，就能画出实际运行曲线。
算例（均为计算值）：循环泵出口 φ159×4.5 钢管（内径 150 mm），U20 实测 200 m³/h，流速约 3.14 m/s。进口压力 0.03 MPa、出口 0.38 MPa，两表同高、同管径：扬程 H = 0.35×10⁶ Pa ÷（1000 kg/m³ × 9.81 m/s²）≈ 35.7 m；有效功率 = ρgQH = 1000 × 9.81 × 0.0556 × 35.7 ≈ 19.4 kW。功率分析仪测得输入 31.5 kW，机组效率 ≈ 19.4 ÷ 31.5 ≈ 62%。把实测流量和扬程放到水泵样本曲线上：运行点偏离高效区很远、或明显低于曲线，是节能审计里最常见的发现，也是换泵、切削叶轮或加变频的依据。泵出厂验收试验按 ISO 9906:2012（国内对应 GB/T 3216）在试验台上做；现场外夹测试是运行工况评估，不能代替出厂验收试验。
现场测出的效率准不准？
取决于流量、扬程、功率三个读数，而流量又取决于管道参数。U20 精度 ±1%，但流量是流速乘以你录入的内截面积。上面的 φ159×4.5 管如果内壁结垢 2 mm，实际内径 146 mm，仍按 150 mm 录入，读数偏高 (150 / 146)² ≈ 1.056，约 5.6%，算出的效率也跟着偏高约 5.6%（计算值）。老钢管要借检修拆下的管段或附近法兰看一下结垢厚度，录入衬层或结垢厚度。
另外几项常见误差：两块压力表有高差没修正（每米高差约 0.0098 MPa）；进出口管径不同却没做速度头修正；流量、压力、功率不是同一时段读的，工况已经变了。三项读数要在同一个稳定时段里取。
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提交项目需求 →空调水系统水力平衡和竣工验收怎么用？
逐个支路测流量，与设计流量对比，调平衡阀直到实测接近设计值，最后把各支路流量记录进竣工资料。例如 φ57×3.5（内径 50 mm）的冷冻水支路设计 10 m³/h，流速约 1.41 m/s；U20 实测 8 m³/h（约 1.13 m/s），只有设计的 80%，就要查这一路的平衡阀、过滤器或最不利环路（计算值）。DN25 以下的末端支路超出 U20 的 25–1200 mm 范围，需要单独评估。
竣工验收在设计工况点测，变频泵再测一两个部分负荷转速，每点记录到流量稳定为止。V 法、Z 法的间距和操作见外夹式流量计安装方法，U20 实操见便携式超声波流量计安装（视频）。
泵房、空调机房现场的安装难点与处理办法
| 难点 | 原因 | 处理办法 |
|---|---|---|
| 直管段不够 | 泵房里泵、弯头、阀门挤在一起 | 选最长的直管段，装在调节阀上游而不是紧挨阀后；在两个位置各测一次，相差在几个百分点内，审计用就可以接受 |
| 冷冻水管有保温层 | 传感器必须贴在裸管上 | 在保温层上只开两个传感器大小的窗口，传感器下保持干燥；测完用防潮胶带封好，避免保温层内结露 |
| 老系统管道参数不清 | 多年改造后图纸与现场不符 | 在测点处实测外径和壁厚；有内衬或结垢的录入厚度，看状态页信号强度和信号质量 |
| 热水管、室外作业 | 管温高，现场潮湿 | 订货时说明水温，按温度选配传感器；戴防烫手套；主机不要放在湿地面或淋水处 |
| 电池和记录时长 | 充满一次约 16 小时 | 长时间记录要安排充电；记录间隔按任务设：泵测试按秒，24 小时负荷曲线按分钟；大于 DN300 的管道按外径加配扎带（每圈长度约 3.14 × 外径） |
手持式超声波流量计测不了什么？
它只测满管、单一、洁净的导声液体的流量，其他都测不了。具体是：
- 扬程和功率：算效率还要压力表（或压力变送器）和功率分析仪。
- 压缩空气、气体、蒸汽：只测液体；蒸汽系统可以在不闪蒸的位置测液态凝结水回水。
- 非满管、重力排水管：测点处必须满管。
- 浆料、严重带气的回水、原污水：固体和气泡会散射时差法的超声信号。
- 软管和 DN25 以下的小管：U20 管径范围 25–1200 mm，规格书管材清单只有硬质管道。
- 爆炸危险区域：U20 电池供电，无防爆型号。
现场测试要看的 U20 参数
| 参数 | U20 手持式 | 对节能审计的意义 |
|---|---|---|
| 管径 | 25–1200 mm | 泵出口总管到大部分支路一套表覆盖 |
| 精度 | ±1% | 效率结果的流量部分误差小 |
| 数据存储 | SD 卡，可扩展到 32 G | 记录负荷曲线，用于节能量测算 |
| 输出 | 4–20 mA、RS485 Modbus、OCT、继电器任选 2 路 | 可与压力、功率一起接入数据记录仪 |
| 供电 | 锂电池，充满约 16 小时 | 一个工作日一次充电 |
| 传感器温度 | 按水温选配传感器，订货时说明 | |
| 介质 · 限制 | 满管、单一、洁净的导声液体 · 无防爆型号 | |
审计做完以后：哪些测点值得装固定表？
审计记录通常会指出哪几台泵、哪几个环路值得长期计量。这些测点在 U20 用过的同一管段上装固定式外夹表：U10S PRO（±1%，15–1200 mm）或 U11（±0.5%，15–5000 mm），4–20 mA 或 RS485 Modbus 接入楼控 / 动环或 PLC；要计冷量、热量的选 U11 E 型配 PT1000。数据中心和暖通计量见数据中心冷却水流量监测和外夹式超声波流量计做冷量计量，泵站核表见泵站超声波流量计，电厂循环水见电厂循环冷却水流量计。节能服务公司想用自己品牌配套的，见外夹式超声波流量计贴牌 OEM。
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西格门传感器（SEGMENsensor）为西格门（深圳）工业发展有限公司自有品牌；工厂直供，按需报价，价格取决于手持式还是固定式、传感器类型、输出方式、电缆长度、大管径加配扎带和数量；付款方式：100% 预付（电汇）；质保 12 个月。
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作者：西格门传感器工程团队 · 更新日期：2026-11-13
