胡偉 王項(xiàng)杰 高坤

摘 要：外夾式超聲波流量計(jì)是超聲波流量計(jì)的一種，被廣泛應(yīng)用于大管徑流量的測(cè)量工作中，屬于一種理想的節(jié)能型流量計(jì)。本文從外夾式超聲波流量計(jì)原理入手，對(duì)其安裝使用的注意事項(xiàng)進(jìn)行深入分析，并針對(duì)安裝中存在的問(wèn)題給予相應(yīng)的解決辦法，以此為企業(yè)在安裝、使用外夾式超聲波流量計(jì)提供有力的技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：外夾式;超聲波流量計(jì);注意事項(xiàng)

前言：低壓損、適用范圍廣、非接觸測(cè)量等是外夾式超聲波流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)常被用來(lái)測(cè)量大管徑、非導(dǎo)電性的流體流量。此外，外夾式超聲波流量計(jì)與均速管流量計(jì)相比，具有較好的測(cè)量特性，但仍存在一些亟待解決的問(wèn)題。因此，分析外夾式超聲波流量計(jì)的安裝和注意事項(xiàng)，對(duì)提升測(cè)量效果具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1外夾式超聲波流量計(jì)原理

外夾式與內(nèi)嵌式是超聲波流量計(jì)的兩種形式，由于外夾式超聲波流量計(jì)具有多組探頭，并且攜帶方便，能夠單獨(dú)顯示測(cè)量出的流量結(jié)果，應(yīng)用服務(wù)范圍也相對(duì)較廣。外夾式超聲波流量計(jì)原理為：首先，由換能器發(fā)射能夠穿透管壁與介質(zhì)的超聲波;其次，由被接收換能器完成超聲波的接收過(guò)程;最后，利用數(shù)字式多脈沖時(shí)差技術(shù)，測(cè)量超聲波完成順流與逆流路徑耗費(fèi)的時(shí)間。因此，外夾式超聲波流量計(jì)分辨出的超聲波時(shí)間差在100ps范圍內(nèi)，然后根據(jù)流體流速與傳播時(shí)間之間的公式，計(jì)算出流體流速，進(jìn)而得到關(guān)于管徑的體積流量。在輸入實(shí)際測(cè)量工況之后，可根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行修正處理，進(jìn)而得到更加精準(zhǔn)的流體流量，充分發(fā)揮出外夾式超聲波流量計(jì)領(lǐng)密度高、適用性強(qiáng)、便捷性高等特點(diǎn)。

2安裝使用的注意事項(xiàng)分析

2.1安裝流程及注意事項(xiàng)

2.1.1安裝位置的確定

為避免環(huán)境以及其他外界因素對(duì)外夾式超聲波流量計(jì)測(cè)量結(jié)果造成較大影響，相關(guān)人員應(yīng)始終按照規(guī)范流程安裝外夾式超聲波流量計(jì)的換能器與探頭以及其他設(shè)備。在選擇流量計(jì)安裝位置時(shí)，首先，保證流量計(jì)探頭在上游側(cè)10D與下游側(cè)50D以上，注意上游側(cè)30D以內(nèi)不應(yīng)有影響管道內(nèi)流體流動(dòng)的因素，并要保證流量計(jì)安裝在較為平整的位置上。其次，保證測(cè)量管道內(nèi)無(wú)異物或氣泡，并且外夾式超聲波流量計(jì)應(yīng)安裝在與管道成45°角的范圍內(nèi)，最好選擇在水平中心線處安裝。最后，保證流量計(jì)安裝位置周圍無(wú)瀝青、鐵銹等物質(zhì)，必要時(shí)可使用砂紙以及其他設(shè)備進(jìn)行打磨，以此完成流量計(jì)安裝面的處理工作。

2.1.2安裝方式的選擇

外夾式、管段式、插入式是超聲波流量計(jì)安裝的主要方式，其中外夾式超聲波流量計(jì)，主要是將換能器安裝在測(cè)量管道的外側(cè)，并要緊貼管道。發(fā)生信號(hào)通道與接收信號(hào)通道是較為復(fù)雜的換能器安裝方式，需要將相關(guān)設(shè)備穿過(guò)管道與流體介質(zhì)，并且測(cè)量出的結(jié)果精度不高。因此，在選擇換能器時(shí)，一方面，注意換能器的防護(hù)等級(jí)。共分為IP65防噴水型與IP68潛水型兩類等級(jí)[1]。另一方面，注意換能器的安裝位置選擇。安裝位置盡量遠(yuǎn)離管道的閥門、泵以及大功率設(shè)備，避免外界因素對(duì)測(cè)量結(jié)果造成較大影響。此外，流量計(jì)探頭安裝方式的選擇也十分重要。首先，盡量選擇光滑的位置安裝探頭，或是使用砂紙以及其他打磨工具，處理管道安裝處的鐵銹、瀝青等，還可使用耦合劑對(duì)凹凸不平的位置進(jìn)行處理。其次，使用專業(yè)的裝置，對(duì)外夾式超聲波流量計(jì)進(jìn)行固定處理，避免影響流體流量測(cè)量的連續(xù)性。最后，當(dāng)測(cè)量管段環(huán)境較為復(fù)雜且不易接觸、觀察，可使用便攜式流量計(jì)，以此提升測(cè)量的穩(wěn)定性與可靠性。

2.1.3安裝步驟

安裝步驟主要分為安裝換能器與安裝探頭。在安裝換能器時(shí)，需要輸入外夾式超聲波流量計(jì)進(jìn)行全面分析用到的管道外徑、壁厚、材質(zhì)等參數(shù)，從而獲得關(guān)于安裝換能器的型號(hào)、方式與間距等。外夾式超聲波流量計(jì)與其他流量計(jì)相比，當(dāng)信號(hào)噪聲比在10：1以下，就會(huì)因?yàn)檩^強(qiáng)的噪聲干擾作用而影響超聲波信號(hào)的傳輸，進(jìn)而影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。因此，可使用氣體耦合劑預(yù)先對(duì)安裝換能器的管道及西寧處理，從而減少流體中氣派的產(chǎn)生，降低噪聲對(duì)外夾式超聲波流量計(jì)測(cè)量過(guò)程的影響。在安裝探頭時(shí)，需要選擇水平位置，并在水平管道或垂直管道的兩側(cè)，45°角以內(nèi)安裝測(cè)量計(jì)探頭，然后對(duì)安裝位置處的管道及合理的打磨處理。在計(jì)算出探頭安裝距離后，應(yīng)注意在同一軸面上安裝探頭。同時(shí)，應(yīng)注意探頭安裝位置處的防水處理，可使用硅膠封住測(cè)量計(jì)探頭的四周，保障測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.1.4安裝注意事項(xiàng)

首先，外夾式超聲波流量計(jì)安裝間距，是在已知管材與流體的情況下，根據(jù)管道壁厚與直徑算出來(lái)的，必須保證安裝距離、流量、管道內(nèi)徑誤差分別在±1.0%、±1.0%-±2.0%、±2.0%之間，使得測(cè)量與實(shí)際數(shù)值相符。其次，預(yù)先對(duì)外夾式超聲波流量計(jì)加熱30分鐘，以此保證測(cè)量值的穩(wěn)定性。再次，依據(jù)流量計(jì)與測(cè)量管道的尺寸，合理選擇修正系數(shù)。最后，保證外夾式超聲波流量計(jì)傳出的超聲波信號(hào)，上下游信號(hào)線長(zhǎng)度相等，避免對(duì)測(cè)量造成影響。此外，外夾式超聲波流量計(jì)的探頭時(shí)保證超聲波傳輸信號(hào)強(qiáng)度的關(guān)鍵。在實(shí)際安裝時(shí)，需要提前找好下一次移動(dòng)所要到達(dá)的測(cè)量位置，并平行移動(dòng)兩個(gè)探頭到達(dá)最佳的測(cè)量安裝點(diǎn)，并在確認(rèn)安裝距離與設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)相符后，在安裝外夾式超聲波流量計(jì)其他部位的設(shè)備，以此保證外夾式超聲波流量計(jì)的實(shí)測(cè)效果[2]。

2.2使用注意事項(xiàng)

外夾式超聲波流量計(jì)的使用注意事項(xiàng)包括：第一，使用超聲波流量計(jì)測(cè)量的管道流體方向?yàn)橄碌缴蠒r(shí)，能夠充分發(fā)揮出外夾式超聲波流量計(jì)的優(yōu)勢(shì)，而方向?yàn)橛缮系较聲r(shí)，便不適宜用外夾式超聲波流量計(jì)。第二，盡量使用單聲層方法在較為老舊的管道中安裝外夾式超聲波流量計(jì)，因?yàn)閱温晫臃椒軌虮ＷC測(cè)量結(jié)果維持在較高的精度范圍內(nèi)，并且純屬的超聲波信號(hào)不易產(chǎn)生錯(cuò)誤。第三，當(dāng)測(cè)量管道介質(zhì)為常溫使，可使用國(guó)產(chǎn)的外夾式超聲波流量計(jì)，當(dāng)介質(zhì)溫度變化范圍為120℃-200℃時(shí)，需選用進(jìn)口外夾式超聲波流量計(jì)，以此保障測(cè)量精準(zhǔn)性與穩(wěn)定性。第四，當(dāng)流量計(jì)探頭或換能器發(fā)生故障時(shí)，要觀察管道是否發(fā)生偏移、管道內(nèi)是否有影響測(cè)量的氣體、測(cè)量計(jì)儀表是否存在異常的工作狀態(tài)，并及時(shí)解決，以此提升外夾式超聲波流量計(jì)的使用效率與質(zhì)量。

結(jié)論：綜上所述，外夾式超聲波流量計(jì)能否精準(zhǔn)的測(cè)量出大管徑以及不易接近、觀察的流體流量，與安裝方式以及使用方式具有十分密切的聯(lián)系。因此，為進(jìn)一步提升外夾式超聲波流量計(jì)測(cè)量的連續(xù)性、穩(wěn)定性以及精準(zhǔn)度，需要全面掌握流量計(jì)安裝和注意事項(xiàng)，并依照正確的步驟進(jìn)行安裝，充分發(fā)揮出設(shè)備的特性，促使外夾式超聲波流量計(jì)更好的為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張弦.外夾式超聲波流量計(jì)的安裝和注意事項(xiàng)[J].品牌與標(biāo)準(zhǔn)化，2019（05）：64-66.

[2]張漢周.超聲波流量計(jì)的特點(diǎn)、安裝及常見(jiàn)故障分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017（15）：299.

作者簡(jiǎn)介：

胡偉（1994.05--）;性別：男，籍貫：江蘇淮安，學(xué)歷：本科，畢業(yè)于南京師范大學(xué);現(xiàn)有職稱：初級(jí)工程師;研究方向：儀表檢測(cè).