外夾式超聲波流量計(jì)的安裝和注意事項(xiàng)

     本文介紹了關(guān)于外夾式超聲波流量計(jì)優(yōu)缺點(diǎn)和安裝注意事項(xiàng)，分析了安裝過程中一些細(xì)節(jié)對(duì)于測(cè)量準(zhǔn)確度的影響，安裝是否正確直接影響了測(cè)量準(zhǔn)確度。超聲波流量計(jì)分為管段式和外夾式。管段式超聲波流量計(jì)又分為內(nèi)嵌式和插入式，內(nèi)嵌式是超聲探頭鑲嵌在流量計(jì)本身的管壁上，流量檢測(cè)比較穩(wěn)定，探頭調(diào)試安裝后不能隨意拆卸；插入式超聲波流量計(jì)是安裝在被測(cè)管道上，探頭經(jīng)過在管道上打孔后安裝在合適的孔內(nèi)進(jìn)行流量測(cè)量。外夾式（手持式）超聲波流量計(jì)有單好的顯示，探頭可以多組，攜帶方便，可以直接對(duì)有液體流動(dòng)的管道進(jìn)行測(cè)量。目前在檢測(cè)在線流量計(jì)過程中，多使用外夾式超聲波流量計(jì)。但從很多實(shí)際檢測(cè)情況反映，外夾式超聲波檢測(cè)精度不夠高，而且外夾式在超聲波流量計(jì)安裝和檢測(cè)過程中還有很多需要注意的問題。

1 外夾式超聲波流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)

1）外夾式超聲波流量計(jì)攜帶方便、操作便捷、數(shù)據(jù)讀取直觀，可以記憶并保存讀取數(shù)據(jù)；

2）測(cè)量液體較為廣泛，包括水、海水、漿液或油、酸堿之類等均勻的液體；

3）非接觸式測(cè)量方式、重量輕、體積小；

4）外夾式超聲波流量計(jì)探頭的安裝簡(jiǎn)單，而且不同大小的探頭可檢測(cè)不同管徑的管道，在保證準(zhǔn)確度的情況下，外夾式超聲波流量計(jì)非常小可以測(cè)量DN15的管道，非常大可以測(cè)量DN3000以上的管道；

5）外夾式超聲波流量計(jì)測(cè)量流量過程中無需破壞管道，探頭直接接觸直管段即可，無壓損，可以在已經(jīng)安裝好的管再進(jìn)行流量測(cè)量；

6）適合測(cè)量不同材料的管道，常見的如金屬管道（不銹鋼、碳鋼、鑄鐵等）、塑料管道等，還有一些透聲材料較好的管道。

2 超聲波流量計(jì)的缺點(diǎn)

由于被測(cè)液體的溫度受超聲波探頭與管道之間的耦合材料耐溫程度的限制，以及高溫下被測(cè)液體傳聲速度的原始數(shù)據(jù)不全影響。目前一般國產(chǎn)的超聲波流量計(jì)只能用于測(cè)量200 ℃以下的流體。超聲波流量計(jì)的測(cè)量線路比一般流量計(jì)復(fù)雜。這是因?yàn)橐话愎I(yè)計(jì)量中液體的流速常常是每秒幾米，而聲波在液體中的傳播速度約為1500 m/s左右。所以被測(cè)流體流速（流量）變化對(duì)聲速的變化量影響非常大也是10 -3 數(shù)量級(jí)。若要求測(cè)量流速的準(zhǔn)確度為1%，則對(duì)聲速的測(cè)量準(zhǔn)確度需為10 -5 ~10 -6 數(shù)量級(jí)，因此，必須有完善的測(cè)量線路才能實(shí)現(xiàn)。這也正是超聲波流量計(jì)只有在集成電路技術(shù)迅速發(fā)展的前提下才能得到實(shí)際應(yīng)用的原因。

測(cè)量精度不夠高。目前進(jìn)口的超聲波流量計(jì)準(zhǔn)確度等級(jí)在0.5級(jí)左右。而國產(chǎn)的超聲波流量計(jì)準(zhǔn)確度等級(jí)一般在1級(jí)或者更低些，不能夠*檢測(cè)要求。

超聲波流量計(jì)受外界條件的影響比較大。比如測(cè)量管道附近有高電場(chǎng)、磁場(chǎng)等都會(huì)對(duì)超聲波流量計(jì)測(cè)量有影響。

3 超聲波流量計(jì)安裝使用的注意事項(xiàng)

1）當(dāng)管道內(nèi)流體方向是由下向上的時(shí)候，可以使用超聲波流量計(jì)測(cè)量。如果液體流向是自上向下的，這個(gè)管道是不適合用超聲波流量計(jì)測(cè)量流量數(shù)。

2）如測(cè)量的管徑低于DN15，非常好選擇進(jìn)口超聲波流量計(jì)，目前國產(chǎn)超聲波流量計(jì)對(duì)于小管徑測(cè)量，測(cè)量精度很難達(dá)到技術(shù)要求。當(dāng)測(cè)量的介質(zhì)為常溫時(shí)，可選擇國產(chǎn)超聲波流量計(jì)，溫度在 120 ℃到200 ℃時(shí)，應(yīng)選擇進(jìn)口超聲波流量計(jì)。

3）測(cè)量管道比較老舊的工況，盡量使用單聲層（Z法）方法安裝探頭，不要使用雙聲道和多聲道（V、W法）。單聲道更容易接收信號(hào)，不容易產(chǎn)生錯(cuò)誤信號(hào)，能夠保證高精度測(cè)量。

4）超聲波流量計(jì)的傳感器安裝處和管壁反射處必須避開接口和焊縫。同時(shí)也要避免在水泵、大功率變頻等即有強(qiáng)磁場(chǎng)和震動(dòng)干擾處安裝傳感器，安裝點(diǎn)上游距水泵應(yīng)有30D以上的距離，保證流體充滿管道。要有足夠長(zhǎng)的直管段，安裝點(diǎn)上游直管段必須要大于等于10D（注：D=管段直徑），下游要大于5D。

5）超聲波流量計(jì)的傳感器安裝處的管道襯里或污垢層不能太厚，否則會(huì)影響聲音傳播速度，進(jìn)而影響測(cè)量精度。襯里、銹層與管壁間不能有間隙。對(duì)于銹蝕嚴(yán)重的管道，可先處理掉表面的銹層，保證聲波正常傳播。傳感器工作面與管壁之間保持有足夠的耦合劑，不能有空氣和固體顆粒，以保證耦合良好。

6）測(cè)量前，要對(duì)管道的外周長(zhǎng)（用卷尺）、壁厚（用測(cè)厚儀）、管道外壁的溫度（表面溫度測(cè)量?jī)x）等進(jìn)行測(cè)量，能夠更利于超聲波流量計(jì)的參數(shù)設(shè)定，使測(cè)量數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。當(dāng)遇到管道有油漆或涂層的管道時(shí)候，可以先用角磨機(jī)或打磨機(jī)等設(shè)備處理管道表面圖層，然后再用砂紙磨平，這樣保證超聲波流量計(jì)的流量傳感器安裝點(diǎn)光滑、平整，有利于探頭與管道良性接觸。

7）探頭的安裝距離是保證測(cè)量準(zhǔn)確度的重要測(cè)量參數(shù)，為了保證找到非常佳信號(hào)強(qiáng)度，使用移動(dòng)其中一個(gè)探頭的方式找信號(hào)。但是往往找到信號(hào)，發(fā)現(xiàn)探頭的安裝距離又對(duì)不上。正確的找信號(hào)的方式是同時(shí)平行移動(dòng)兩個(gè)探頭，在保證探頭的安裝距離符合要求的前提下找非常佳安裝點(diǎn)。在信號(hào)強(qiáng)度較大時(shí)確定測(cè)量位置，非常后一定要用實(shí)測(cè)的方法（一般超聲波流量計(jì)自帶測(cè)量功能）確認(rèn)探頭的安裝距離準(zhǔn)確無誤。

4 結(jié)語

外夾式超聲波流量計(jì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量流量時(shí)，能否夠檢測(cè)到正確的信號(hào)，檢測(cè)是否準(zhǔn)確，這與超聲波流量計(jì)安裝是否合適有著很大的關(guān)系。所以為了保證檢測(cè)的準(zhǔn)確度，在使用外夾式超聲波流量計(jì)測(cè)量時(shí)一定要正確安裝。