摘要：超聲(sheng)波流量計(jì) 是這些年(nian)使用較多(duō)的儀表，随(suí)着廣泛的(de)運用在計(jì)量💋領域🐅越(yuè)來越重要(yao)，對管網平(píng)衡調節發(fa)揮的作用(yòng)‼️也越🆚來越(yuè)大。随着我(wǒ)國供熱計(jì)量法推進(jìn)，節能标準(zhǔn)不斷提高(gao)，各項能耗(hao)指标不斷(duan)壓縮，如👣何(hé)能在保證(zheng)供熱質量(liang)不下降，實(shí)現節能降(jiàng)耗。就需要(yào)對指标精(jing)🙇🏻細化控制(zhi)，如何使用(yòng)好超聲波(bō)流量計減(jian)小其測量(liang)誤差，修正(zheng)誤差值直(zhi)接關系到(dao)能耗指标(biao)。針對💛超聲(shēng)波流量計(ji)使用現狀(zhuang)問題💃進行(hang)分析，并對(dui)其使用進(jin)🛀🏻行探索。
1前(qian)言
　　這些年(nián)來，随着我(wo)國新技術(shu)的長足發(fā)展及國家(jiā)加大👈節能(néng)💋減排力度(dù)，吸收運用(yong)新技術，其(qi)中超聲波(bō)流量計在(zài)供熱管🧑🏽‍🤝‍🧑🏻道(dào)測量獲得(dé)了廣泛的(de)運用。超聲(sheng)波流量計(jì)以其安裝(zhuāng)方便簡單(dān)方便,無機(jī)♋械損耗壽(shòu)命長等優(yōu)點💚,尤其是(shi)外夾式超(chao)聲波流量(liang)計安裝方(fāng)便，僅僅是(shi)附加在管(guan)外探頭✌️來(lai)測量流量(liang)。因此，對管(guǎn)道不需太(tài)多的🔴處理(li)（測點局部(bu)除💯鏽除漆(qi)），對管道密(mì)閉沒有壓(ya)力損失，相(xiàng)比其它在(zai)線儀表，無(wú)需斷管處(chù)理，無任何(hé)擾流設備(bèi)、機☁️械轉動(dong)設備，無需(xū)縮徑、引流(liú)孔闆等，安(an)裝方便，洩(xie)露隐🛀患減(jian)少❌，在供熱(re)系統領域(yù)有☁️着巨大(da)的應用潛(qián)力。
　　在對比(bi)現有的超(chao)聲波流量(liang)計，其中有(yǒu)進口及國(guo)産流量計(jì)，安✏️裝有便(bian)攜式及固(gu)定式，價格(ge)有幾千到(dào)幾萬流量(liàng)計🈲,通過✂️數(shù)據🐇的實驗(yàn)比較不同(tong)型号、不同(tong)價格、不同(tong)安裝方式(shì)流量計其(qí)測🌈量值誤(wu)差。主要以(yi)超聲波流(liu)量💔測量中(zhong)的現場應(yīng)用效果探(tan)讨現應用(yong)超聲波流(liu)量計對供(gong)熱管道中(zhong)熱水流量(liang)㊙️進行測量(liàng)的問題。
2工(gōng)作原理
　　超(chao)聲波在流(liu)體中傳播(bō)時其傳播(bō)速度要受(shou)到流體流(liú)速的影響(xiǎng)，通過測量(liàng)超聲波在(zài)流體中傳(chuan)播速度可(ke)以☁️檢測出(chū)流體的流(liú)速✨而換算(suàn)出流量來(lái)。使用最廣(guǎng)泛的時差(chà)法超聲波(bo)流量計（圖(tu)1）爲例，當超(chāo)聲波在流(liu)體中傳播(bō)時順流方(fang)向超聲波(bō)的傳播速(sù)度會增、逆(ni)流方向則(zé)減小，即同(tong)一😍傳播距(ju)離就🎯有不(bu)同的傳播(bō)時間，再利(li)用傳播速(su)度之差☂️與(yǔ)被測流體(ti)流速之關(guān)系求取流(liú)速而換算(suan)流量。即當(dang)超聲波束(shu)在管道内(nèi)水介質流(liú)動方向上(shàng)的“上遊傳(chuán)感器🌐”與“下(xià)流傳感器(qi)”之間傳播(bo)時，水的流(liú)動會使超(chāo)聲波的傳(chuan)播☀️時間相(xiàng)對于靜态(tài)傳播産生(sheng)一個微小(xiǎo)變化，并且(qie)這個傳播(bō)時間的變(biàn)化與水的(de)流速成正(zhèng)比，這就是(shì)時差式🌈超(chao)聲波流量(liàng)計的測量(liang)原理。

　　但目前(qián)超聲波流(liu)量計所存(cún)在的缺點(dian)主要是可(kě)測流體的(de)溫度☀️範圍(wei)受超聲波(bō)換能量及(ji)換能器與(yǔ)管道之間(jiān)的耦合材(cái)料耐溫程(chéng)度的限制(zhì),以及高溫(wēn)下被測流(liu)體傳聲速(su)度的原始(shi)數據不全(quan)，目前國産(chan)的💯超聲波(bo)流量計理(lǐ)論值隻能(neng)用于測量(liàng)150℃以下的流(liú)體，測量精(jing)度1%。一般供(gòng)熱管道液(yè)體的流速(sù)常常是每(mei)秒0.5～3m，而聲波(bo)在液體中(zhōng)的傳播速(su)度約爲1500m/s左(zuo)右，被測流(liu)體流速變(bian)化帶給聲(sheng)✂️速的變化(hua)量最大也(ye)是10-3數量級(jí)．若💞要1%正确(què)率，則對聲(shēng)速❤️的測量(liàng)正确率需(xu)求爲10-6數量(liàng)級，因此必(bi)須有較好(hao)的測㊙️量條(tiao)件才能實(shí)現較高準(zhun)确值。其具(ju)體如下：
（1）正(zheng)确選擇型(xing)号
超聲波(bō)流量計這(zhè)是超聲波(bō)流量計能(neng)夠正常工(gōng)作的基礎(chǔ)。這其中以(yi)介質類型(xíng)、工作壓力(li)範圍、量程(cheng)比、測量正(zheng)确🈲率等級(ji)、流量計的(de)探頭工作(zuo)溫度的限(xiàn)制💯爲重要(yào)參數，如🔴果(guo)選型不當(dāng)或不适，或(huo)會造成流(liú)量無法測(ce)量，或者使(shǐ)用不便等(deng)問題出現(xiàn)；
（2）合理安裝(zhuang)位置
安裝(zhuāng)不合理是(shi)超聲波流(liu)量計不能(neng)正常工作(zuo)的主要原(yuán)因。安裝需(xū)要考慮位(wèi)置正确性(xìng)和方式的(de)選則。确定(dìng)位置時除(chu)保證足夠(gòu)的上、下遊(you)直管段外(wai)，尤其❌要注(zhu)意探頭（換(huan)能器）盡量(liang)避開有強(qiáng)磁場電源(yuán)的場合如(ru)：配電🈲室、變(bian)頻調速嚣(xiao)、電焊機等(děng)工作區域(yù)；
（3）在安裝方(fang)式上，主要(yào)有對貼安(an)裝方式和(he)V方式、Z方式(shi)👣3種。
本主要(yào)使用時差(cha)式超聲波(bo)流量計，見(jian)圖2、圖3。


　　通常情況(kuàng)下，管徑小(xiǎo)于300mm時，采用(yòng)V方式安裝(zhuāng)，管徑大于(yu)200mm時🍓，即可以(yǐ)用V方式安(an)裝又可以(yǐ)Z方式安裝(zhuāng)的換能器(qi)，但盡🏒量選(xuan)用Z方式，因(yīn)其聲波受(shòu)介質幹擾(rao)。車間及換(huàn)熱站所固(gu)定流量計(ji)基本爲Z法(fǎ)安裝。
3現場(chǎng)應用
　　超聲(sheng)波流量計(ji)使用注意(yi)事項：無論(lùn)固定式或(huò)便攜式🥵管(guan)道參數輸(shū)入設置必(bi)須正确、與(yu)實際相符(fu)，否則流量(liàng)計不可能(néng)正常工作(zuo)。安裝外夾(jia)式傳感器(qi)時要使用(yong)多的耦合(he)劑把傳感(gǎn)器粘♻️貼在(zai)管🌈道壁上(shàng)，一邊察看(kàn)主機顯示(shi)的信号強(qiáng)度和信号(hào)質量💘值，一(yi)邊在安裝(zhuang)點附近慢(màn)慢移動傳(chuan)📧感器直到(dao)收‼️到最強(qiáng)的信🤞号和(he)最大的信(xìn)号質量值(zhí)。管道🈲直徑(jìng)越大，傳感(gan)器移動範(fàn)圍越大。然(rán)後确認安(an)裝距離是(shì)否與M25所給(gei)傳感器安(ān)裝距離相(xiang)吻合、傳感(gǎn)器是否安(ān)裝☂️在管道(dào)軸線的同(tong)一直線上(shàng)。如果信号(hao)強度總是(shi)0.00字樣說明(ming)流量計沒(mei)有收到超(chao)聲波信号(hào)，檢查參數(shù)（包括所有(you)與管🥰道有(you)關的參數(shù)）是否輸入(ru)正📱确、傳感(gǎn)器安裝方(fāng)法選擇是(shì)否正确、上(shang)下探頭是(shì)否在管✂️道(dào)水平線内(nèi)無軸向夾(jiá)角、與☁️管線(xian)貼緊并保(bǎo)證探頭與(yǔ)管道貼合(hé)間有📞足夠(gòu)的耦合劑(jì)、是否離閥(fá)門彎頭太(tai)近、特别注(zhù)意鋼闆卷(juan)成的管道(dao)，因爲此類(lèi)管道不規(guī)則會嚴重(zhòng)影響測量(liang)。如果不是(shi)這些原因(yīn)，還是接收(shōu)不到信号(hao)，隻好🐉換另(lìng)一測量點(diǎn)試試，或者(zhe)選用插入(ru)式傳感器(qi)。确認流量(liàng)計是否正(zheng)常可靠的(de)工作：信号(hào)強❄️度越大(dà)、信号質量(liang)Q值越高，其(qi)顯示的流(liú)量值可信(xin)度越高，流(liu)量計♋越能(neng)長時間可(ke)靠的工作(zuo)。如果環境(jing)電磁幹擾(rǎo)太大🤟或是(shì)接受信号(hào)太低，則顯(xian)示的📐流量(liàng)值可信度(du)就低，偏差(chà)值就大。
　　以(yǐ)前進車間(jian)爲例，車間(jiān)爲了流量(liang)的準确性(xing)先後在總(zǒng)📧出口上安(an)裝2套流量(liàng)計計算流(liu)量，以這2個(ge)流量計進(jìn)行☀️比對⛱️，把(ba)便攜式流(liú)量計安裝(zhuang)在同樣工(gōng)況下進行(hang)測量。在同(tóng)一時段的(de)工況下取(qu)3塊流量計(jì)數值，爲保(bao)證取值準(zhǔn)确性分别(bie)多次取🧡值(zhí)，其具體數(shù)值見表1。

　　表(biǎo)1中Z法（超聲(sheng)波）和 電磁(ci)流量計 是(shi)前進車間(jian)現場2塊總(zǒng)出水流量(liang)計儀表，都(dou)是固定式(shi)安裝🌈。V法（超(chao)聲波）爲便(bian)攜式流量(liàng)計，在現場(chang)根據工況(kuàng)臨時取☁️點(dian)安🥵裝。經過(guo)比對發現(xian)便攜式流(liú)量計在現(xian)場測量與(yǔ)另2塊表出(chu)現比較大(dà)的偏差，這(zhè)對臨時測(ce)量管線流(liu)量的真實(shí)有效數據(ju)采集出現(xiàn)嚴重誤🌏差(chà)。
4分析
　　經過(guò)分析燃氣(qi)鍋爐設計(ji)最大出水(shuǐ)流量爲1209m3/s允(yun)許超流量(liàng)理論爲10%即(jí)1329m3/s，現場固定(ding)安裝的流(liú)量計都在(zài)理論值内(nei)。如果以電(dian)磁流量計(jì)爲基準測(cè)量值，與Z法(fǎ)超聲波流(liú)量計測量(liang)曲線值吻(wen)合，其測量(liàng)誤差也在(zai)表測量精(jīng)度範🏃‍♂️圍内(nèi)（電磁流量(liàng)計量正确(que)率（0.5%～21%），超聲波(bo)流量計高(gao)（1%～2%））。現場工況(kuàng)影響測量(liang)因素其水(shui)質沒有發(fā)生變化，現(xiàn)場測量時(shi)間段沒有(yǒu)水處理水(shui)質相對平(píng)💃穩（水質的(de)變化對電(dian)磁💞流量計(ji)測量值影(yǐng)響比較大(dà)），鍋爐運👅行(hang)負荷沒有(yǒu)發生變化(hua)和調整，泵(bèng)功😘率揚程(cheng)也沒⭕有改(gǎi)變。
比對以(yi)上數據發(fa)現主要是(shi)便攜式流(liu)量計測量(liang)誤差比較(jiào)大✏️。實踐表(biǎo)明，固定Z方(fāng)式安裝的(de)換能器超(chāo)聲波信💰号(hao)強度高🔴，測(ce)量的信⁉️号(hào)穩定性也(yě)好于現場(chǎng)便攜式超(chao)聲波流量(liang)計，其測量(liàng)誤💜差基本(ben)🙇🏻在允許範(fàn)圍内，而便(biàn)攜式超聲(shēng)波流量計(jì)經過多次(ci)調整更換(huan)測量點也(yě)不能保證(zheng)其數值的(de)穩定性測(ce)量出現了(le)較㊙️大的誤(wù)差，其測量(liang)值偏差較(jiao)大，可信度(dù)較低。
5結論(lùn)
　　經過實際(ji)使用 便攜(xié)式超聲波(bo)流量計 對(duì)于供熱管(guan)網流量調(diao)節數據測(cè)量有一定(ding)的參考有(yǒu)效性⛱️，其值(zhí)受到不同(tóng)環境安裝(zhuang)調試都比(bi)固定式流(liu)量計測量(liàng)數據誤🏃差(cha)大，主要是(shi)其測量值(zhi)有表誤🏃🏻差(chà)。但是其值(zhí)有一定的(de)規律，如果(guo)想發揮其(qi)效率應結(jié)合現場工(gong)況，一是現(xian)場有固定(ding)式流量計(ji)表應做👅好(hao)前期數據(ju)⭐采集記錄(lu)工作，發生(sheng)流量突變(bian)時，要利♻️用(yong)便攜式超(chāo)㊙️聲波流量(liàng)計進行🚶及(jí)時核校比(bi)對數據，查(cha)清流量🏃突(tū)變的原因(yin)，弄清楚是(shi)儀表發生(sheng)故障還是(shi)流量确實(shi)發生了變(bian)化；二是對(duì)于臨時測(ce)量點無固(gù)定式流量(liàng)計的使用(yòng)人員現🌂場(chǎng)盡量滿足(zú)設備測🐅量(liàng)安裝需求(qiú)，盡量減少(shao)人爲因素(su)幹擾，換能(neng)器的安裝(zhuang)是影響測(ce)📐量正确率(lü)的🏒主要關(guān)鍵因素，因(yin)此現場應(ying)用✔️應根據(ju)環境調試(shi)安裝，确保(bao)選位好、安(ān)裝好、測量(liang)準。便攜式(shi)超聲波流(liú)量計使用(yong)效果好壞(huài)取決于操(cao)作人員結(jie)合現場情(qing)況判斷分(fèn)析，需要人(rén)機配合📧經(jing)驗的積累(lei)。

以上内容(rong)源于網絡(luo)，如有侵權(quán)聯系即删(shan)除!