超声波流量计在实践中的应用探讨

2019-01-04

城市建设理论研究（电子版） 2018年23期

关键词：仪表管路超声波

广西玉林市自来水公司 537000

正文：

超声波流量计是一款集流量测量、流量计校准、流量计分析于一体的多功能、高响应的分析仪表。我们水司常用的超声波流量计有插入式和便携式两种，主要应用于大口径管道的流量计量、在线检定和巡检测量。

超声波流量计具有精度高、可靠性高、性能高、价格低的优点。仪表在低电压下发射超声脉冲，功耗低，操作简单，适用范围广。但是，超声波流量计在城市供水管道的使用过程中，常会遇到一些问题，使测量时产生偏差，需要我们认真探讨，注意解决。

一、超声波流量计的检定

超声波流量计也是计量工具，检定合格的计量工具方可使用。因此，超声波流量计在测量前也需要检定或校准。经检定合格的超声波流量计的检定证书上标明有修正系数，我们在使用时，要根据不同管道口径正确选择使用仪表修正系数，测量前设置好主机内的仪表修正系数。

二、测量位置的选择

超声波流量计测量位置的选择，包括传感器的安装位置、被测管路的状态以及环境因素等，有严格的要求，否则会影响测量精度。因此，要注意它的使用环境和使用条件。

1、测量位置要选择管道均匀的直管段，上游 10 倍管路直径（10D）及下游 5 倍管路直径（5D）以内，不得有任何弯头和变径等阻流连接件，上游30D以内不能有泵、阀门和节流孔等干扰流场的装置。超声波流量计对被测管道内流体的流场有一定的要求，安装流量计的位置要尽量满足其上下游最小直管段长度要求，否则会由于流场不稳定产生计量误差。

2、选择满管的直管段，首选流体向上流动的竖直管路或是满管的水平管段。传感器安装在水平管路上时，应选择被测管路的水平中心线上下45度的夹角范围内，防止管路的最高点有气泡或气穴、最低点有沉淀物，引起流量计发出的超声脉冲信号衰减，严重的将不能正常工作。

3、要保证测量位置具有足够的空间和适合工作的温度。

4、充分考虑测量点管内外壁结垢状况，对于锈蚀严重的管道，可用手锤震击管壁，以震掉管壁上的锈层和污垢，保证声波正常传播。管内壁结垢严重的，可以把结垢视为衬里，也能得到较好的测量精度。

5、超声波流量计的传感器安装处和管壁反射处必须避开管道接口、焊缝和凹凸不平等管道缺陷。除去安装段内保温层和保护层，并把换能器按装处的壁面打磨干净，除去锈、污垢及涂层等。

6、超声波流量计的使用环境应避开强电磁干扰和振动的影响。附近带高压的线缆和电柜，车流量大的公路边，电子产品等都会对流量计测量产生偏差。流量计的工作电源不要与变频和高压设备共用一个电源，传感器信号线不要与强电电缆并行，并需用金属套管做屏蔽保护。

三、管道参数的设置

超声波流量计采用时差方式的测量原理。它利用一个传感器发出超声脉冲穿过管道，在管道的流体中传播，顺流方向超声脉冲传播速度会增大，逆流方向传播速度相对减少，到达另外一个传感器。传感器根据顺流和逆流的传播时间差与流速之间的关系，测算出流体的流速。通过设置流量计的参数，计算出管内的平均流速，流量计根据管道的截面积最终计算出流体流过管道的体积流量。可见，管道参数对超声波流量计计算流量的影响很大。

管道参数包括管道外径、管壁厚度、管衬厚度等。目前我们使用的管道材质随着技术的进步，供水管线材质也在不断更新，各种材质的管道混合使用，很多管道口径不标准。因长期埋在地下，管道已经产生变形，变成椭圆形。有的使用时间长了，管道内外壁会产生污垢和锈蚀层。要准确测量出管道的参数有很大的困难，用实际测量法测出管道的外周长换算出管道的外径，用壁厚仪测出管道的壁厚等。输入管道的参数值与实际尺寸不符时，流量计用来计算流量的管道内径是不准确的。管道内径与实际尺寸之间每偏差1%，将造成计量流量结果相对误差递增约3%。