本文闡述了超聲波流量計的基本原理和測量原理，通過超聲波流量計在電廠實際測流的應用實例與其他傳統(tǒng)流量計做了對比分析，得出超聲波流量計無論是在測量的靈敏度、精度，還是在測量范圍上都比其它測流設備高。還有其它傳統(tǒng)流量計所不具備的*的諸如無損在線安裝、杜絕腐蝕、可積算熱量、多路輸入顯示（一表多用）等一系列*性能。

4 超聲波流量計的技術特性優(yōu)勢

超聲波流量計的主要特性如下：

〈一〉可實現(xiàn)無損安裝（外縛式），并由此延伸出如下幾個*的特點：ａ．無損安裝；b。不破壞設備，可在連續(xù)運行的狀態(tài)下測量；Ｃ．從根本上杜絕腐蝕；ｄ．可作工具儀表，隨意移動選擇測點，對流量進行判定；ｅ．滿足測量管徑ф１５ｍｍ－６０００ｍｍ，大管徑無需特殊加工。一臺表可任意測量各種管徑的流量；ｆ．基本免除維護（無需定期校驗、清洗等維護）。

〈二〉可實現(xiàn)正反雙向計量，并可計算顯示凈累積值。

〈三〉精度優(yōu)于１％，通常在０.５％～１％之間，工況理想時可達０.３％。

〈四〉量程比zui大，基本無上限。

〈五〉可作熱量計用。

〈六〉小信號切除值，zui小可達０.０３％。

〈七〉多種信號輸出和多路信號輸入，同窗顯示多種參量，一表多用。

〈八〉測量時對直管路要求相對寬松。

〈九〉使用操作簡單，所有參量輸入以及數(shù)據(jù)修整均為面板寫讀方式。

〈十〉測量管道適用范圍可用于一切密致材質管道。

在以上諸多特性中第“二”、“三”、“八”、“十”項外，其它特性均為超聲波流量計所*的特點或其它傳統(tǒng)流量計所不能達到的性能范圍。

超聲波流量計與其它流量計的性能比較

１．無損安裝（外縛式）超聲波流量計的測量，根據(jù)換能器的安裝方式可分為“外縛式”、“插入式”和“管段式”三種形式。而“外縛式”安裝是目前其它任何流量計所無法做到的*的測量方式，基于這種特性自然誕生出幾種優(yōu)點：ａ．這種測量方式不會產生壓力損失。我們知道常用的各種壓差式流量計靠截流取壓差，靠變送器將機械量轉換成電量，進而取得相對應的模擬電流，從而計算出體積流量，這樣自然會產生壓力損失，運行成本高。而用超聲波流量計的“外縛式”安裝，則可*改變這一現(xiàn)狀，運行成本大大降低。

b．安裝時無需破壞管道?？稍谏a過程中實現(xiàn)測量，其它流量計無論是管段式或是插入式均需要在管道上開孔或截管法蘭連接，或要停運安裝，而超聲波流量計則無需，故而安裝成本大大降低。

ｃ．由于“外縛式”測量為非接觸式測量，測量時探頭是夾縛在管道外側，與被測介質不接觸，自然沒有防腐處理的要求。而其它流量計，均要考慮如何處理解決防腐問題。且工藝上對防腐要求愈高，儀表對接介材質的選材等級愈高，其造價亦愈昂貴，而超聲波流量計在此情況時價格不變，優(yōu)勢明顯。

ｄ．可作為工具表，隨意對各流量測點進行測量、對比和判定。在運行工況時，時常會需要隨時對多個測點的流量進行比對或判定，或臨時需要某一點的流量值，這時用其它儀表測量需要停運或到處開孔，顯然是不可能做到，這時只有超聲波流量計可以滿足要求。

ｅ．測量適用的管徑范圍寬?？稍讧妫保担恚碇璃妫叮埃埃埃恚淼墓軓椒秶鷥冗M行測量而無需特殊加工。在管徑足夠大時，其它流量計均會受到機械加工或運輸?shù)南拗贫鵁o法滿足測量，這時只有用超聲波流量計才可解決，而且一臺表可任意測量各種管徑，而其它管段式儀表一臺表只能針對性地測量一種管徑的流量。

ｆ．無定期調校和定期拆洗等要求。由于儀表不與被測介質接觸，故而無需進行定期拆洗，同時整個測量過程中均為電子信號，沒有機械量－電量的轉換變送環(huán)節(jié)，因此亦無需定期進行機械零點和滿量程的調校、定期排污等維護工作，大大降低儀表的運行維護成本。

２．可實現(xiàn)正反雙向計量。由于運用時差原理，流體正反向流動時均可產生速度差，因此儀表可測量出正向或反向流體的瞬時和累積流量并可計算出凈累積流量。

大大拓寬了工藝生產對測量的要求，而其它大部分流量計只能測量單一方向的流量。

３．超聲波流量計的精度為優(yōu)于１％。一般情況下根據(jù)測量現(xiàn)場工況的不同，其精度在０.５％～１％之間，理想工況下可達０.３％。這一精度在目前各種測流設備中屬高精度儀表，目前只有質量流量計和電磁流量計可達這一精度。

４．量程比大，基本無上限。除超聲波流量計外，目前其它任何流量計均存在一個受限于測量范圍亦即量程比的問題，對于足夠寬的量程范圍。只能分段測量。

５．可作熱量計用。在測量流量時，將被測回路去、回溫度的電流信號輸入至流量計，即可直接積算并顯示流體回路的熱量值。

６．小信號切除值極低，zui小可達０.０３％。這時其它傳統(tǒng)流量計所不能做到的，所有測流設備均有一個測量死角的問題，尤其在小流量測量時，亦即儀表的靈敏度，小信號（即小流量測量）切除值越低，說明儀表的靈敏度越高，這方面超聲波流量計的優(yōu)勢顯著。

７．多種信號輸出和多路信號輸入顯示。儀表具有模擬電流４～２０ｍＡ輸出、數(shù)字通訊信號（ＲＳ－２３２串行接口）輸出、模擬開關量輸出、頻率信號輸出。同時還有接收多路信號輸入的端口，可同窗顯示溫度、壓力等參量，一表多用，可省用多個顯示表。

８．對被測管道材質適用范圍廣?？捎糜谝磺忻苤虏馁|的管道，并允許有內襯。

９．使用操作簡單，所有參量輸入以及數(shù)據(jù)修整均可實現(xiàn)以面板寫讀方式完成。

１０．對直管段的要求較寬松，一般流量計，尤其是差壓式流量計在選擇測點時均有直管的要求，以確保穩(wěn)流，使測量結果盡可能接近真實值。通常會嚴格要求測點前１０Ｄ后５Ｄ（“Ｄ”指被測管徑）。而超聲波流量計對此則較寬松，測點的前７Ｄ后３Ｄ即可，甚至更小，測量點選擇范圍更寬。這樣測量時會更加方便，減少測量時的安裝難度。

當然，任何儀器均不是的，超聲波測流也有其局限性，目前常用的超聲波流量計還只能測量液體（而測量氣體的超聲波流量計目前還是造價昂貴，未能普及）。另外，由于受材料科學發(fā)展的制約，目前的超聲波流量計尚不能測量高溫介質，到目前為止，zui高可測量的介質溫度是在１５０℃以內。

超聲波流量計與其它傳統(tǒng)流量計的價格比較目前發(fā)電廠對于流量的測量手段除超聲波外主要采用以下幾種方式：差壓式流量計、渦銜流量計、電磁流量計和質量流量計等。由于歷史原因，應用zui廣的是差壓式流量計。這種流量計應用歷史zui長，用戶相對比較熟悉，這一測量系一般由四個單元組成：一次單元（節(jié)流裝置）、導壓系統(tǒng)、變送單元和顯示單元。

其中一次單元——節(jié)流裝置由于節(jié)流方式得不同而種類繁多，根據(jù)不同工況的要求，主要有標準孔板、Ｖ錐、楔式、阿牛巴、威力巴、雙曲線、文丘理管等方式。節(jié)流裝置的價格與被測管徑的大小取樣方式及防腐材質有關，通常管徑越大防腐要求越高及其價格也越高，另外變送單元主要是變送器，常用的ＥＭＥＲＳＯＮ?。遥希樱牛停希眨危浴。常埃担焙停常埃梗挡顗鹤兯推?，材質為１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ價格一般在０．６萬元至０．９萬元ＲＭＢ，材質為３１６Ｌ或其它更高時價格在１萬～１．８萬元ＲＭＢ之間。導壓系統(tǒng)由導壓管材、一次閥門、二次閥門、排污閥門及平衡閥門組成，一套價格一般為０．１５萬元ＲＭＢ左右。顯示單元一般采用流量開方積算顯示儀，價格一般在０．１５萬元ＲＭＢ左右。以一般防腐要求，管徑為常用的ＤＮ２００為例。一個完整測量系統(tǒng)價格一般在１．５萬元ＲＭＢ～１。９萬元ＲＭＢ。若在測量循環(huán)水管道等大管徑時，價格隨之上升，應在２萬元ＲＭＢ以上，超大管徑時則無法實際測量，由于其測量精度為１．５級故此在對精度要求較高時亦不可用。另外安裝時必須停運，須動用機務和配合防腐處理，投運后需要定期對導壓管路進行排污，定期對變送器進行調校等維護工作，這樣整個測量系統(tǒng)除了設備費用外還需增加安裝費用和運行維護費用。

渦銜流量計為法蘭連接，無需導壓管路，其價格隨被測管徑大小而改變。在ＤＮ２００時價格在１．２萬元ＲＭＢ左右，防腐要求高時，價格更高。但由于其測量流體漩渦頻率原理的要求，在現(xiàn)場有振動時不可用。超大管徑時也不可用。另外測量精度和靈敏度較低，在對此項要求較高時亦不可用。

在上世紀八十至九十年代，尤其九十年代中后期，一種精度更高的儀表—電磁流量計在各電廠中開始逐步廣泛使用。其測量工況適用性和測量精度大體與超聲波流量計相當，測量精度標稱０．５級，實際測量精度在０．５％－１％之間，高于此前常用的其它傳統(tǒng)流量計。靈敏度也較高。由于其安裝方式也是法蘭連接，故此其價格也是隨管徑的增大而增加。目前常用的德國Ｅ＋Ｈ、科隆、日本橫河等公司產品均價格不菲。以ＤＮ２００管徑為例，價格一般在３萬元ＲＭＢ左右，但被測管徑為ＤＮ４００或ＤＮ６００時，價格高達５～７萬元ＲＭＢ以上。在對腐蝕性介質測量時，價格也要相應增加。還有由于電磁流量計是以流體通過儀表時的磁通量變化的原理進行測量，因此只能測量導電的液體介質，在管徑過大時和非導電介質時（如水處理的純水環(huán)節(jié)，油量等）則不可用。

*，質量流量計精度高，適用范圍廣，靈敏度和穩(wěn)定性均十分理想，只是價格昂貴。不經濟，一般只在特殊場合少量使用（如發(fā)電廠點火油路的油量）。以發(fā)電廠點火油管路測量為例，一般管徑在ＤＮ５０～ＤＮ８０之間。德國ＲＯＴＡＭＡＳＳ、美國ＲＯＳＥＭＯＵＮＴ等公司的科里奧利式質量流量計，價格均在１０萬元ＲＭＢ以上。

超聲波流量計在市場上的出現(xiàn)是在上世紀九十年代，各發(fā)電廠也是于九十年代中后期開始陸續(xù)裝備，其性能*，使用效果良好。只是由于價格較貴，早期只是少量裝備便攜式流量計，用作流量判定的工具儀器。

隨著技術的發(fā)展、市場的成熟，超聲波流量計的價格越來越趨于合理。加之發(fā)電廠對測量效果要求的不斷提高，超聲波流量計相對其它流量計的性價比優(yōu)勢越發(fā)明顯，尤其進入本世紀后，發(fā)電廠在選擇測流方式時尤其對超聲波特別關注，開始大量裝備超聲波流量計。目前常用的進口品牌有美國麗聲ＰＯＬＹＳＯＮＬＣＳ?。模茫裕罚埃福赶盗?、迪納聲?。模伲危粒樱希危桑印。牛遥桑牛樱梗埃毕盗?、日本橫河、英國ＭＩＣＲＯＮＥＳ，韓國ＰＵＩＳＥ?。校蹋樱罚福跋盗械?，便攜式（工具表）一般價格在５～７萬元ＲＭＢ之間，固定式價格一般在３～５萬元ＲＭＢ之間。價格*的屬韓國ＰＵＩＳＥ公司生產的ＰＬＳ－７８０系列，這一系列是韓國ＰＵＬＳＥ公司專門固定式為２．４８萬元ＲＭＢ，集中批量采購應該還會更低。

5 超聲波流量計在工業(yè)企業(yè)中的應用實例

由于超聲波流量計較其它流量計的技術特性優(yōu)勢，在電廠流量測量中越來越受到關注，并開始大量應用。下面列舉幾個典型應用實例。

2007年越南ＩＡＧＩＡＩⅢ水電站，水輪機組循環(huán)水需要對流量測量，由于管徑超大，分別是ＤＮ3000、ＤＮ6000，通過對各種流量計充分論證后，zui終確認只有用超聲波流量計可行，后選用ＰＬＳ－７８０系列超聲波流量計理想解決了問題。

在不停產即運行狀態(tài)下在線安裝流量儀表，超聲波流量計顯示出*的*性。

華電鄒縣發(fā)電廠爐補給水，原管路上所裝渦銜流量計損壞，更換時不能停運，選擇超聲波流量計便輕松方便地解決了問題。

華能白楊河電廠凝結水管道上已安裝了渦銜流量計，由于工藝變更，要求取得小流量更為的測量值，渦銜流量計的小信號切除值高，亦即流量過小時儀表測量不到，因此在不停產狀態(tài)下新裝了超聲波流量計，滿足了這一要求。

2003年以前，華能白楊河電廠補給水，一直是沿用差壓式流量計進行單一方向測量，外購水以此為結算標準。在安裝超聲波流量計時，發(fā)現(xiàn)儀表顯示有負流量現(xiàn)象（經過多個部門多方查找，zui終發(fā)現(xiàn)水網回路確有回流現(xiàn)象），其凈累積值遠沒有以前的測量值那么大，為此給發(fā)電廠節(jié)省了一大部分購水費用。

2006年，山東歐化家紡修建排污水管道，在直管段不足（只有６倍直徑）用其他流量計均無法測量，經過論證zui終選用ＰＬＳ－７８０超聲波流量計完滿解決問題。

山東九九集團供水管道距離供水控制中心有八公里遠，選用ＰＬＳ－７８０超聲波流量計進行測量并使用ＧＰＲＳ無針對中國市場開發(fā)的產品。便攜式價格為3.2萬元ＲＭＢ，線傳輸功能配給通訊模塊實現(xiàn)了遠程數(shù)據(jù)監(jiān)測和控制目的，為其帶來諸多方便。棗莊熱力公司通過選用ＰＬＳ－７８０超聲波熱量計，對用戶實現(xiàn)了完滿的熱量計量結算。

2008年，魯能運河發(fā)電廠要增加對點火油回路的油量進行測量，此前所用的流量計為質量流量計，價格均在８～１０萬元ＲＭＢ，不但昂貴，而且交貨周期很長，且安裝亦不方便。后選用韓國ＰＵＩＳＥ公司ＰＬＳ－７８０Ｆ系列外夾式超聲波流量計，只花費了２萬多元ＲＭＢ便解決了問題?！?/span>

山東銀河膠帶集團對其各分廠實行獨立成本核算，其中能源是成本主要組成之一。集團自備發(fā)電廠給各分廠供熱，要求計算熱量，為此安裝了超聲波流量計／熱量計便簡單理想地解決了問題。

華電漯河發(fā)電廠，水處理測流時選用了部分電磁流量計，安裝前一部分管道已整體做好了防腐內襯，管段式的電磁流量計安裝時必然要破壞管道的防腐層，安裝后再進行整體防腐處理，不但加工難度很大，而且成本也大幅度增加，zui終改用ＰＬＳ－７８０Ｆ系列超聲波流量計順利地解決了問題，而未增加絲毫設備和安裝費用。另外由于電磁流量計只能測量導電介質，對純水的測量部分也改用了這一款超聲波流量計，均達到了理想的效果。

6 結束語

超聲波流量計也有其局限性，目前還只能測量常溫下的液體。因此在電廠測流的應用中主要還是在水系統(tǒng)和點火油系統(tǒng)上。但相信隨著材料科學以及其他相關科學的發(fā)展，超聲波流量計以其*的中和性能，應用范圍和前途更加廣闊。

目前，越來越多的電廠在測流時將超聲波流量計作為主要儀表之一。特別是在大管徑液體流量測量，防被測介質腐蝕要求高、小流量測量、受直管段限制等場合、外敷式超聲波流量計已成為。其具有安裝使用方便和免維護、使用壽命長等一系列*的優(yōu)點，受到電廠基層運行和檢修人員的歡迎。

目前，在天然氣和市政工程中應用超聲波流量計雙文實例也很多?？傊暡髁坑媽⒂休^大的發(fā)展空間