摘要：本文阐述了流量计的测量原理，安装，使用。介绍了流量计测量位置的选择及测量方法的确定，探头安装位置的确定以及安装调试应注意的问题，并结合本所具体情况介绍了流量计的应用。

　　一.液体流量计的工作原理

　　该类型流量计利用测量超声波在管道中传播时间原理而实现的。介质(液体)在管道中流速，与超声波沿介质顺流和逆流传播的时间差存在着线性关系。只要分别测量出超声波顺流、逆流的传播时间，就可以依据线性关系得到沿管道路径上各点流速的瞬时平均流速。这样，介质流量则可以通过流速、管道截面积以及雷诺数等得到。

　　当超声波束在液体中传播时，流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，由此可求出液体的流速。

　　如下图所示：在待测流量管道外表面上，按一定相对位置安装一对超声探头。安装方式分为“Z”法和“V”法。一个探头受电脉冲激励产生的超声脉冲，经管壁—流体—管壁为第二探头所接收。从发至收超声脉冲传播时间，依其顺逆流向分别为：

　　………………………(1)

　　……………………(2)

　　通过运算,可得出流体沿直径方向上的平均流速：

　　………………(3)

　　流量………………………(4)

　　瞬时流量：单位时间流过流体管道横截面的流体流量，常用单位:m3/h。

　　累计流量：在一段时间内流过管道横截面的流体流量(积分流量)常用单位:m3。

　　其中：

　　M——声束在液体中的传播次数

　　D——管道内径

　　θ—超声波束入射角

　　C0——静止时流体声速

　　V——管内流体沿管轴向的平均流速

　　TUP——声束在正方向上的传播时间

　　TDOWN——声束在逆方向上的传播时间

　　△T——声束在正逆两个方向上的传播时间差

　　二、超声波流量计安装

　　概述

　　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，本文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。

　　(一)详细了解现场情况

　　超声波流量计在安装之前应了解现场情况，包括：

　　1.安装传感器处距主机距离为多少;

　　2.管道材质、管壁厚度及管径;

　　3.管道年限;

　　4.流体类型、是否含有杂质、气泡以及是否满管;

　　5.流体温度;

　　6.安装现场是否有干扰源(如变频、强磁场等);

　　7.主机安放处四季温度;

　　8.使用的电源电压是否稳定;

　　9.是否需要远传信号及种类;

　　根据以上提供的现场情况，厂家可针对现场情况进行配置，必要情况下也可特制机型。

　　(二)选择安装位置

　　选择安装管段对测试精度影响很大，所选管段应避开干扰和涡流这两种对测量精度影响较大的情况，一般选择管段应满足下列条件：

　　1、避免在水泵、大功率电台、变频，即有强磁场和震动干扰处安装机器;

　　2、选择管材应均匀致密，易于超声波传输的管段;

　　3、要有足够长的直管段，安装点上游直管段必须要大于10D(注：D=直径)，下游要大于5D;

　　4、安装点上游距水泵应有30D距离;

　　5、流体应充满管道;

　　6、管道周围要有足够的空间便于现场人员操作。

　　(三)确定探头安装方式

　　超声波流量计一般有两种探头安装方式，即Z法和V法。通常情况下：

　　管径D > 200mm时选用Z法

　　管径D < 200mm时选用V法

　　但是,当D < 200mm而现场情况为下列条件之一者,也可采用Z法安装：

　　1、当被测量流体浊度高，用V法测量收不到信号或信号很弱时;

　　2、当管道内壁有衬里时;

　　3、当管道使用年限太长且内壁结垢严重时;

　　对于管道条件较好者，即使D稍大于200mm，为了提高测量精度，也可采用V法安装。

　　(四)求得安装距离，确定探头位置

　　1、将管道参数输入仪表，选择探头安装方式，得出安装距离;

　　2、在水平管道上，一般应选择管道的中部，避开顶部和底部(顶部可能含有气泡、底部可能有沉淀);

　　3、V法安装：先确定一个点，按安装距离在水平位置量出另一个点。

　　Z法安装：先确定一个点，按安装距离在水平位置量出另一个点，然后测出此点在管道另一侧的对称点。

　　(五)管道表面处理

　　确定探头位置之后，在两安装点±100mm范围内，使用角磨砂轮机、锉、砂纸等工具将管道打磨至光亮平滑无蚀坑。

　　要求：光泽均匀，无起伏不平，手感光滑圆润。需要特别注意，打磨点要求与原管道有同样的弧度，切忌将安装点打磨成平面，用酒精或汽油等将此范围擦净，以利于探头粘接。

　　(六)探头与仪表接线

　　(七)微调探头位置

　　接完线后把探头内部用硅胶注满，放置半小时，然后用硅胶和卡具把探头固定到打磨好的管道上(注意探头方向，引线端向外)，然后观察仪表的信号强度、良度与传输时间比，如发现不好，则细微调整探头位置，直到仪表的信号达到规定的范围之内：

　　(信号强度：一般应大于6.5，少数可根据现场具体情况另定。)

　　(信号良度：低峰值一般为7～14，高峰值一般为25～80。)

　　(传输时间比：在100±4范围之内，此值必须稳定。)

　　(八)固定探头

　　仪表信号调整好以后，用所配卡具将探头固定好，注意不要使钢丝绳倾斜，以免拉动探头，使探头移位，再用硅胶将探头与管道接触的四周封住。此胶凝固大约需一天时间，在未干之前必须注意探头防水。(信号线的外屏蔽线必须可靠接地)

　　三.超声波流量计的应用

　　超声波流量计在应用中，需要注意以下几个方面的问题：

　　1.正确选择

　　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。

　　2. 合理安装

　　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。

 1/2    1 2 下一页 尾页