摘要：本文對(duì)超聲波流量計(jì)" title="超聲波流量計(jì)">超聲波流量計(jì)在實(shí)際應(yīng)用上的各種技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)和探討，以提高全廠的計(jì)量平衡率，顯得尤為重要。

一、 引言：

　　在我廠的計(jì)量?jī)x表應(yīng)用方面，從1994年開(kāi)始逐漸使用超聲波流量計(jì)。由于超聲波流量計(jì)在現(xiàn)場(chǎng)使用的明顯優(yōu)點(diǎn)，尤其對(duì)較粗管線（Dg80以上）而言，安裝方便，整體投入費(fèi)用小，因此廣泛的使用在我廠的水、進(jìn)出裝置物料計(jì)量上。因此，對(duì)超聲波流量計(jì)應(yīng)用上的各種技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)和探討，以提高全廠的計(jì)量水平，顯得尤為重要。

二、 超聲波流量計(jì)的工作原理：

　　超聲波在流體中的傳播速度，順流方向和逆流方向是不一樣的，其傳播的時(shí)間差和流體的流速成正比，所以只要測(cè)量出超聲波在兩個(gè)方向上傳播的時(shí)間差，就可以知道流體的流速，再乘上管道的橫截面積，就可以得到單位時(shí)間內(nèi)流體的體積流量。

三、 影響超聲波流量計(jì)準(zhǔn)確度的技術(shù)因素：

　　按照測(cè)量原理劃分，超聲波流量計(jì)測(cè)量流量的方法使用最多的是傳播速度差法和多普勒頻移法，其中傳播速度差法又可以分為時(shí)間差法、相位差法和聲循環(huán)頻率差法。在我廠使用的超聲波流量計(jì)中，基本上采用的都是時(shí)間差法。因此，以下主要就影響時(shí)間差法超聲波流量計(jì)的方面進(jìn)行探討。

1、 安裝直管段" title="直管段">直管段的長(zhǎng)度：

　　在安裝時(shí)，除了要選擇流體流場(chǎng)分布均勻的部分，還要保證足夠的直管段要求，以便使流體形成穩(wěn)定的速度分布。一般要求前直管段為10DN，后直管段為 5DN。另外，要盡量遠(yuǎn)離泵和閥門(mén)，泵應(yīng)該距離測(cè)量管段上游50DN，流量調(diào)節(jié)閥應(yīng)該距離測(cè)量管段上游30DN，如果直管段長(zhǎng)度達(dá)不到要求，測(cè)量準(zhǔn)確度將會(huì)下降。

2、 工藝管道參數(shù)：

　　在舊管線上安裝使用超聲波流量計(jì)時(shí)，一定要準(zhǔn)確的得到工藝管道的參數(shù)，如管道的外徑、壁厚、材質(zhì)、襯里等。對(duì)于比較臟污的管線，還要把結(jié)垢考慮為襯里，以求得較準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。

3、 安裝方式和位置：

　　由于管道中的氣泡和雜質(zhì)會(huì)反射或者衰減超聲波信號(hào)，給測(cè)量帶來(lái)很大的誤差，所以在安裝時(shí)一定要選擇正確的安裝方式。換能器" title="換能器">換能器探頭安裝在傾斜和水平管道上時(shí)，一般應(yīng)該水平安裝，這樣就可以使氣泡聚集在管道的上方,而大的雜質(zhì)則沿著管道的底部流動(dòng).應(yīng)該盡可能使換能器探頭處于和水平面成45°角的范圍內(nèi)。另外,安裝的部位要有一定的背壓，從而保證管道內(nèi)充滿流體，沒(méi)有氣泡或者氣泡較少。

4、 其他因素：

（1）安裝換能器探頭部位的去漆、除銹及砂平；
（2）選擇管道材質(zhì)均勻密致，易于超聲波傳輸?shù)闹惫芏危?br /> （3）選擇合適的耦合劑；
（4）選擇合適的流體類(lèi)型；
（5）精確換能器探頭的安裝距離；
（6）選擇配套的探頭類(lèi)型；
（7）保證換能器探頭部位的溫度在可工作的范圍內(nèi)。

四、 使用中的維護(hù)和檢修：

　　在實(shí)際的使用中，由于現(xiàn)場(chǎng)安裝換能器探頭部位的管線震動(dòng)、溫度變化、管道內(nèi)結(jié)垢情況的變化，以及超聲波流量計(jì)電路工作點(diǎn)的漂移等因素，可能造成測(cè)量不準(zhǔn)確，因此，需要定期的對(duì)使用中的超聲波流量計(jì)進(jìn)行檢查和維護(hù)。常規(guī)的工作如下：

（1） 信號(hào)強(qiáng)度" title="信號(hào)強(qiáng)度">信號(hào)強(qiáng)度和信號(hào)良度的檢查：

　　信號(hào)強(qiáng)度（Signal Strength）用以表示上下游探頭的信號(hào)強(qiáng)度；信號(hào)良度（Signal Goodness）用以表示上下兩個(gè)傳輸方向上的信號(hào)峰值，用以輔助判斷接受信號(hào)的優(yōu)良程度。這兩個(gè)信號(hào)如果檢查變壞的話，就需要檢查探頭的安裝是否已經(jīng)松動(dòng)或者耦合劑失效，一般就需要重新安裝探頭，以保證這兩個(gè)信號(hào)的數(shù)值在合適的范圍內(nèi)。

（2） 傳輸時(shí)間和傳輸時(shí)差的檢查：

　　傳輸時(shí)間（Total Time）用以表示超聲波平均的傳輸時(shí)間；傳輸時(shí)差（Delta Time）用以表示上下游傳輸時(shí)間差。這兩個(gè)信號(hào)是超聲波流量計(jì)計(jì)算流速的主要依據(jù)，特別是傳輸時(shí)差最能反映流量計(jì)是否工作穩(wěn)定。如果這兩個(gè)信號(hào)不穩(wěn)定的話，應(yīng)檢查安裝點(diǎn)是否合適，設(shè)置數(shù)據(jù)是否正確。

（3） 電流環(huán)" title="電流環(huán)">電流環(huán)模擬輸出" title="模擬輸出">模擬輸出的檢查：

　　因?yàn)樵谖覐S的實(shí)際使用中，都是將超聲波流量計(jì)作為變送器，DCS接收超聲波流量計(jì)的信號(hào)，然后再進(jìn)行累計(jì)計(jì)量統(tǒng)計(jì)的。因此，超聲波流量計(jì)的電流環(huán)模擬輸出的準(zhǔn)確性就需要保證。在實(shí)際的工作中，可以以一年為檢修段，對(duì)電流環(huán)模擬輸出進(jìn)行校驗(yàn)和修正，以保證DCS的準(zhǔn)確累計(jì)計(jì)量。

（4） 定期標(biāo)定和校正：

　　經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行后，需要對(duì)超聲波流量計(jì)進(jìn)行實(shí)際的流量標(biāo)定，以確保測(cè)量的準(zhǔn)確性。在實(shí)際的工作中，可以用一臺(tái)便攜式超聲波流量計(jì)與被標(biāo)定的超聲波流量計(jì)進(jìn)行比對(duì)，從而確定實(shí)際的流量大小。

（5） 管道的清潔和除垢：

　　換能器探頭部位管道內(nèi)的結(jié)垢比較嚴(yán)重的話，就要考慮進(jìn)行管道內(nèi)部的清潔和除垢，以確保超聲波信號(hào)的傳輸不受影響。實(shí)際工作中，可以以檢修段為限，進(jìn)行管道內(nèi)的清潔，或者敲打管道壁，以震落結(jié)垢層。

（6） 使用地方不好的分析：

1． 現(xiàn)場(chǎng)安裝探頭場(chǎng)所管線震動(dòng)過(guò)大，造成信號(hào)減弱
2． 現(xiàn)場(chǎng)安裝探頭場(chǎng)所有強(qiáng)電磁干擾
3． 對(duì)酸堿溶液測(cè)量不準(zhǔn)
4． 工藝管線DN的測(cè)量不準(zhǔn)
5． 對(duì)介質(zhì)密度不穩(wěn)定的測(cè)量不準(zhǔn)
6． 對(duì)氣、液兩相介質(zhì)無(wú)法測(cè)量

五、 總結(jié)：

超聲波流量計(jì)作為一種新型的計(jì)量?jī)x表，只要在安裝、使用和維護(hù)方面注意一些基本的技術(shù)問(wèn)題，可以達(dá)到準(zhǔn)確測(cè)量和計(jì)量的目的，從而為提高全廠范圍的計(jì)量提供科學(xué)和準(zhǔn)確的依據(jù)。