超声波流量仪

时差式超声波流量计是当今世界上具竞争力的流量测量手段，其测量线精度高于1.0%。由于工业现场特别是管路周围环境的多样性，因此，怎样根据特定的环境安装调试超声波流量计，就成了超声波流量测量领域的一个重要课题，本规程详解了超声波流量计的安装细节，从而进一步完整体现了超声波流量计的精度、可靠性和稳定性的优势，大大降低日后的维护工作甚至免维护。

这是超声波流量计能够正常工作的基础。如果选型不当，或会造成流量无法测量，或者用户使用不做便等后果。具体选型原则，前面已做了详细的介绍。

换能器安装不合理是超声波流量计不能正常工作的主要原因。安装换能器需要考虑位置的确定和方式的选择两个问题。确定位置时除保证足够的上、下游直管段外，尤其要注意换能器尽量避开有变频调速嚣、电焊机等污染电源的场合。在安装方式上，主要有对贴安装方式和V方式、Z方式三种，如图3。多谱勒式超声波流量计 采用对贴式安装方式，时差式超声波流量计采用V方式和Z方式，通常情况下，管径小于300mm时，采用V方式安装， 管径大于200mm时，采用Z方式安装。对于即可以用V方式安装又可以方式安装的换能器，尽量选用Z方式。实践表明，Z方式安装的换能器超声波信号强度 高，测量的稳定性也好。

对于现场安装固定式超声波流量计数量大、范围广的用户，可以配备一台同类型的便携式超声波流量计，用于核校现场仪表的情况。一是坚持一装一校，即对每一台新装超声波流量计在安装调试时进行核校，确保选位好、安装好、测量准;二是对在线运行的超声波流量计发生流量突变时，要利用便携式超声波流量计进行及时核 校，查清流量突变的原因，弄清楚是仪表发生故障还是流量确实发生了变化。

与其他流量仪表相比，超声波流量计的维护量是比较小的。对于外贴换能器超声波流量计，安装以后无水压损失，无潜在漏水，只需定期检查换能器是否松动，与管道之间的粘合剂是否良好即可;插入式超声波流量计，要定期清理探头上沉积的杂质、水垢等有无漏水现象;如果是一体式超声波流量计，要检查流量计与管道之间 的法兰链接是否良好，并考虑现场温度和湿度对其电子部件的影响，等待。定期维护可以确保超声波流量计的长期稳定运行。

当超声波束在液体中传播时，液体的流动将使传播时间产生微小变化，并且其传播时间的变化正比于液 体的流速，其关系符合下列表达式

其中θ为声束与液体流动方向的夹角;M 为声束在液体的直线传播次数;D 为管道内径;Tup 为声束在正方向上的传播时间;Tdown为声束在逆方向上的传播时间

ΔT=Tup –Tdown

设静止流体中的声速为c，流体流动的速度为u，传播距离为L，当声波与流体流动方向一致时(即顺流方向)，其传播速度为c+u;反之，传播速度为c-u.在相距为L的两处分别放置两组超声波发生器和接收器(T1,R1)和(T2,R2)。当T1顺方向，T2逆方向发射超声波时，超声波分别到达接收器R1和R2所需要的时间为t1和t2,则

t1=L/(c+u) t2=L/(c-u)

由于在工业管道中，流体的流速比声速小的多，即c>>u,因此两者的时间差为 ▽t=t2-t1=2Lu/cc 由此可知，当声波在流体中的传播速度c已知时，只要测出时间差▽t即可求出流速u，进而可求出流量Q。利用这个原理进行流量测量的方法称为时差法。此外还可用相差法、频差法等。

● 插入式超声流量计:可不停产安装和维护。采用陶瓷传感器，使用我公司专用钻孔装置进行不停产安装。一般为单声道测量，为了提高测量准确度，可选择三声道。

● 管段式超声流量计:需切开管路安装，但以后的维护可不停产。可选择单声道或三声道传感器。

● 外夹式超声流量计:能够完成固定和移动测量。采用专用耦合剂(室温固化的硅橡胶或高温长链聚合油脂)安装，安装时不损坏管路。

● 便携式超声流量计:便携使用，内置可充电锂电池，适合移动测量，配接磁性传感器。

1、配管两端装有超声波探头，相互进行收发信号，测定各自传播时间。

2、无突出部位暴露在流液内不会产生测量误差。

3、与液体接触部完全使用TEFLON制造。

4、测量范围大。