外夹式超声波流量计的安装和注意事项

张弦

【摘要】 本文介绍了关于外夹式超声波流量计优缺点和安装注意事项，分析了安装过程中一些细节对于测量准确度的影响，安装是否正确直接影响了测量准确度。

【关键词】 超声波流量计;安装;注意事项

【DOI编码】 10.3969/j.issn.1674-4977.2019.05.006

Abstract： This paper introduces the advantages and disadvantages of the external clip type ultrasonic flowmeter and the matters needing attention in its installation，and analyses the influence of some details on the measurement accuracy in the installation process. Whether the installation is correct or not directly affects the measurement accuracy.

Key words： ultrasonic flowmeter;installation;attention

超聲波流量计分为管段式和外夹式。管段式超声波流量计又分为内嵌式和插入式，内嵌式是超声探头镶嵌在流量计本身的管壁上，流量检测比较稳定，探头调试安装后不能随意拆卸;插入式超声波流量计是安装在被测管道上，探头经过在管道上打孔后安装在合适的孔内进行流量测量。外夹式（手持式）超声波流量计有单独的显示，探头可以多组，携带方便，可以直接对有液体流动的管道进行测量。目前在检测在线流量计过程中，多使用外夹式超声波流量计。但从很多实际检测情况反映，外夹式超声波检测精度不够高，而且外夹式在超声波流量计安装和检测过程中还有很多需要注意的问题。

1 外夹式超声波流量计的优点

1）外夹式超声波流量计携带方便、操作便捷、数据读取直观，可以记忆并保存读取数据;

2）测量液体较为广泛，包括水、海水、浆液或油、酸碱之类等均匀的液体;

3）非接触式测量方式、重量轻、体积小;

4）外夹式超声波流量计探头的安装简单，而且不同大小的探头可检测不同管径的管道，在保证准确度的情况下，外夹式超声波流量计最小可以测量DN15的管道，最大可以测量DN3000以上的管道;

5）外夹式超声波流量计测量流量过程中无需破坏管道，探头直接接触直管段即可，无压损，可以在已经安装好的管再进行流量测量;

6）适合测量不同材料的管道，常见的如金属管道（不锈钢、碳钢、铸铁等）、塑料管道等，还有一些透声材料较好的管道。

2 超声波流量计的缺点

由于被测液体的温度受超声波探头与管道之间的耦合材料耐温程度的限制，以及高温下被测液体传声速度的原始数据不全影响。目前一般国产的超声波流量计只能用于测量200 ℃以下的流体。

超声波流量计的测量线路比一般流量计复杂。这是因为一般工业计量中液体的流速常常是每秒几米，而声波在液体中的传播速度约为1500 m/s左右。所以被测流体流速（流量）变化对声速的变化量影响最大也是10-3数量级。若要求测量流速的准确度为1%，则对声速的测量准确度需为10-5～10-6数量级，因此，必须有完善的测量线路才能实现。这也正是超声波流量计只有在集成电路技术迅速发展的前提下才能得到实际应用的原因。

测量精度不够高。目前进口的超声波流量计准确度等级在0.5级左右。而国产的超声波流量计准确度等级一般在1级或者更低些，不能够完全满足检测要求。

超声波流量计受外界条件的影响比较大。比如测量管道附近有高电场、磁场等都会对超声波流量计测量有影响。

3 超声波流量计安装使用的注意事项

1）当管道内流体方向是由下向上的时候，可以使用超声波流量计测量。如果液体流向是自上向下的，这个管道是不适合用超声波流量计测量流量数。

2）如测量的管径低于DN15，最好选择进口超声波流量计，目前国产超声波流量计对于小管径测量，测量精度很难达到技术要求。当测量的介质为常温时，可选择国产超声波流量计，温度在120 ℃到200 ℃时，应选择进口超声波流量计。

3）测量管道比较老旧的工况，尽量使用单声层（Z法）方法安装探头，不要使用双声道和多声道（V、W法）。单声道更容易接收信号，不容易产生错误信号，能够保证高精度测量。

4）超声波流量计的传感器安装处和管壁反射处必须避开接口和焊缝。同时也要避免在水泵、大功率变频等即有强磁场和震动干扰处安装传感器，安装点上游距水泵应有30D以上的距离，保证流体充满管道。要有足够长的直管段，安装点上游直管段必须要大于等于10D（注：D=管段直径），下游要大于5D。

5）超声波流量计的传感器安装处的管道衬里或污垢层不能太厚，否则会影响声音传播速度，进而影响测量精度。衬里、锈层与管壁间不能有间隙。对于锈蚀严重的管道，可先处理掉表面的锈层，保证声波正常传播。传感器工作面与管壁之间保持有足够的耦合剂，不能有空气和固体颗粒，以保证耦合良好。

6）测量前，要对管道的外周长（用卷尺）、壁厚（用测厚仪）、管道外壁的温度（表面温度测量仪）等进行测量，能够更利于超声波流量计的参数设定，使测量数据更加准确。当遇到管道有油漆或涂层的管道时候，可以先用角磨机或打磨机等设备处理管道表面图层，然后再用砂纸磨平，这样保证超声波流量计的流量传感器安装点光滑、平整，有利于探头与管道良性接触。

7）探头的安装距离是保证测量准确度的重要测量参数，为了保证找到最佳信号强度，使用移动其中一个探头的方式找信号。但是往往找到信号，发现探头的安装距离又对不上。正确的找信号的方式是同时平行移动两个探头，在保证探头的安装距离符合要求的前提下找最佳安装点。在信号强度较大时确定测量位置，最后一定要用实测的方法（一般超声波流量计自带测量功能）确认探头的安装距离准确无误。

4 结语

外夹式超声波流量计现场测量流量时，能否够检测到正确的信号，检测是否准确，这与超声波流量计安装是否合适有着很大的关系。所以为了保证检测的准确度，在使用外夹式超声波流量计测量时一定要正确安装。

【参考文献】

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