目前廣泛應(yīng)用的便攜式超聲波流量計(jì)使用方便靈活，一般適合測(cè)量大口徑管道的流量，但現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的實(shí)際測(cè)量精度往往由于工作疏忽、總機(jī)安裝距離及流通面積等測(cè)量誤差而導(dǎo)致精度下降。由于安裝錯(cuò)誤，傳感器可能根本無(wú)法工作。因此，儀表現(xiàn)場(chǎng)安裝和調(diào)試是測(cè)量中非常重要的部分，本文通過(guò)分析現(xiàn)場(chǎng)使用超聲波流量計(jì)出現(xiàn)的問(wèn)題，總結(jié)了準(zhǔn)確測(cè)量管道流量的方法。
1超聲波流量計(jì)原理
超聲波流量計(jì)利用超聲波在流動(dòng)流體中傳播時(shí)，可以承載流體流量信息的特性，通過(guò)接收和處理流經(jīng)流體的超聲波信息，檢測(cè)流體的速度并將其轉(zhuǎn)化為流量。它具有以下主要特點(diǎn)：解決了大管徑、大流量及各種明渠、暗渠的測(cè)繪困難問(wèn)題。對(duì)媒體的要求很少。測(cè)量精度幾乎不受測(cè)量的流體溫度、壓力、密度、粘度等參數(shù)的影響。測(cè)量范圍寬度，一般高達(dá)20: 1。
時(shí)差法測(cè)量是由兩對(duì)超聲波發(fā)生器和接收器組成的兩個(gè)通道，分別沿著下游方向和逆流方向發(fā)射超聲波脈沖，測(cè)量傳播的時(shí)間差t。
其中L——超聲波發(fā)射器和接收器之間的距離，也稱為音程。C——測(cè)試流體停止時(shí)的超聲波傳播速度U——測(cè)量流體的速度。
超聲波傳播速度C比流體流速U大得多，因此可以認(rèn)為是c2-u2c2。
也就是說(shuō)，從上面可以看出，在靜態(tài)流體中，超聲波的傳播速度可以被視為常數(shù)時(shí)，流體流速與時(shí)間差t成正比，測(cè)量t可以得到流速，從而得到流速。
2超聲波流量計(jì)的安裝與調(diào)試
一般來(lái)說(shuō)，超聲波流量計(jì)的安裝應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮：1要詳細(xì)了解現(xiàn)場(chǎng)情況。確定安裝方法；安裝管段的選擇；計(jì)算安裝距離，確定探頭位置。管道表面處理；探針的安裝和布線；使用示波器觀察接收波形，微調(diào)和固定探頭。
安裝2傳感器
(1)正確選擇安裝地點(diǎn)
通常，如果管道內(nèi)徑為d，則上游直線段長(zhǎng)度應(yīng)大于10D，下游應(yīng)大于5D。如果上游有水泵、閥門(mén)等阻力部件，直線段長(zhǎng)度至少要30 ~ 50D，有時(shí)更高，如泵房要求70 ~ 100M。使用雙通道或多通道測(cè)量時(shí)，表前面的直管段可能會(huì)顯著縮短。需要構(gòu)成不同形式流動(dòng)阻力的直線段長(zhǎng)度。
(2)選擇正確的安裝方法
流體平行于管道軸線流動(dòng)時(shí)，通常可以通過(guò)方法(Z方法)來(lái)提高精度。但是，如果流體流動(dòng)方向與管道軸不平行，并且存在徑向的速度分量，則必須使用圖1中的反射法(V法)或2V法進(jìn)行安裝。在測(cè)量構(gòu)成的流體管道，特別是大口徑管道流量時(shí)，如果上游流動(dòng)狀態(tài)的干擾容易導(dǎo)致測(cè)量誤差，則增加測(cè)量線更合適。也就是說(shuō)，增加超聲波的傳播路徑，更多地接受傳播路徑的流速信息，平均以抵消流體擾動(dòng)引起的測(cè)量誤差。增加測(cè)量線時(shí)，交換器的安裝必須將超聲波傳播路徑均勻地放置在流通截面上。一般認(rèn)為有4條測(cè)量線(即4個(gè)轉(zhuǎn)換器)就足夠了。
(3)安裝距離的確定
總機(jī)的安裝要根據(jù)具體的測(cè)量方法按照說(shuō)明書(shū)的步驟進(jìn)行，每種測(cè)量方法的安裝步驟略有不同，但原理都差不多。以下以常用通過(guò)方法(Z方法)的轉(zhuǎn)換器安裝為例，說(shuō)明了如何確定一對(duì)傳感器的安裝距離。
安裝一對(duì)傳感器有一個(gè)基本原則：距離法[4]。也就是說(shuō)，發(fā)射器和接收傳感器必須位于管道的半圓平分線上(在V法的情況下，位于同一半圓基線上)，根據(jù)實(shí)際管道內(nèi)徑、壁厚和測(cè)量流體的特性、參數(shù)等確定兩個(gè)轉(zhuǎn)換器之間軸之間的距離H，以確保安裝時(shí)H值的準(zhǔn)確性。
目前超聲波流量計(jì)具有儀表一般計(jì)算安裝距離的功能，利用管道材料、管道直徑、壁厚、等管道參數(shù)，流量計(jì)可以測(cè)量安裝距離H，然后使用上述距離方法確定安裝位置。
以上距離法只有在管道條件好的情況下才能使用。管道條件不好時(shí)，使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，時(shí)間嚴(yán)重，如果正確選擇安裝地點(diǎn)的實(shí)際厚度，可能很難確定安裝距離H。在這種情況下，可以使用交叉時(shí)間方法安裝傳感器。
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