现在盛行的便携式超声流量计运用方便灵敏，一般适用于丈量大口径管道的流量，但是现场运用的实践丈量精度，常因作业忽略，换能器装置间隔及流转面积等丈量的差错而形成精度下降。不正确的装置乃至会使得外表彻底不能作业。因而，外表现场的装置与调试关于丈量对错常重要环节，本文就现场运用超声波流量计所遇到的问题进行剖析，总结出管道流量准确丈量的办法。
一、超声波流量计的原理
超声流量计运用超声波在活动的流体中传达时，能够载上流体流速信息的特性，经过接纳和处理穿过流体的超声波信息就能够检测出流体的速度，然后换算成流量。它具有下列主要特点：①处理了大管径、大流量及各类明渠、暗渠的丈量困难的问题；②对介质简直无要求；③丈量准确度简直不受被测流体温度、压力、密度、粘度等参数的影响；④丈量规模度宽，一般可达20∶1。
时差法[1]丈量是在被测流体内由两对超声波产生器和接纳器组成两个通道，分别在顺流方向和逆流方向发射超声波脉冲，丈量其传达的时刻差△t。
顺流方向发射超声波脉冲的传达时刻为
逆流方向发射超声波脉冲的传达时刻为
其间：L——超声波发射器到接纳器之间的间隔，也称声程；c——被测流体中止时的超声波传达速度；u——被测流体的速度。
在顺流和逆流状况下超声波的传达时刻差为
因为超声波传达速度c远大于流体流速u，故能够为c2-u2≈c2，故
即
由上式可见：当超声波在中止流体中的传达速度能够为常数时，流体流速就与时刻差△t成正比，丈量△t即可得到流速，从而求得流量。
二、超声波流量计的装置与调试
一般，超声波流量计的装置应从以下几个方面考虑：①详细了解现场状况；②确认装置办法；③挑选装置管段；④核算装置间隔，确认探头方位；⑤管道外表处理；⑥探头装置及接线；⑦用示波器调查接纳波形，微调并固定探头。
2.1 换能器[2]的装置
（1）正确挑选装置地址
一般，当管道内径为D时上游直管段长度应大于10D，下流大于5D。当上游有泵、阀门等阻力件时，直管段长度至少应有30～50D，有时乃至要求更高，如距泵房要求70～100m。当选用双声道或多声道丈量时，表前直管段能够有显着缩短。
不同办法阻流件应装备的直管段长度列于表1所示。
（2）正确挑选装置办法[3]
当流体平行于管轴活动时，一般可用图1中的透过法（Z法）装置能取得较好的精度。但当流体活动方向与管轴不平行，存在半径方向的速度成分时，应选用图1中的反射法（V法）或许选用2V法装置。关于已装备好的流体管道，特别是丈量大口径管道流量时，因为上游活动状况的搅扰而易于形成丈量差错的场合，比较适宜的办法是添加丈量线，即添加超声波的传达途径，更多地承受传达途径中的流速信息，进行均匀，以抵消流体扰动形成的丈量差错。添加丈量线时，换能器的装置应使超声波传达途径均匀地置于流转截面上。一般以为有4条丈量线（即4个换能器）就满意了。
（3）确认装置间隔
换能器的装置应依据详细的丈量办法依据阐明书上的过程进行，各种丈量办法下的装置过程略有不同，但其原理类似。下面以遍及运用的透过法（Z法）的换能器装置为例，阐明一对换能器的装置间隔的确认办法。
一对换能器的装置有个基本原则，称为间隔法[4]：便是发射换能器与接纳换能器应在管道的半圆平分线上（关于V法，则在同一半圆基线上），并依据实践的管道内径，壁厚及被测流体的性质，参数等核算，确认两换能器之间的轴间间隔h，确保装置时h值的准确。其核算公式：
h=2δ tanθ2+D tanθ3
其间：δ——管壁厚；D——管内径；θ2——声波进入管壁中视点；θ3——声波进入流体中视点
现在的超声波流量计显现外表一般都有核算装置间隔的功用，只要将管道资料、管径、壁厚、等管道参数，流量计就能计量出装置间隔h，然后用上述的间隔法确认装置方位。
上述间隔法只能用于管道条件较好的场合。当管道条件欠好时，如因为运用时刻太长，结垢严峻，又不知结垢（1）正确挑选装置地址实践厚度，这时就很难确认装置间隔h，关于这种状况，可选用渡越时刻法[5]装置换能器。
图1 换能器的装置
首先将显现外表的灵敏度旋钮到中心方位，然后按要求将一只换能器固定在管道的一侧，将另一只换能器涂上黄油在管道的另一侧沿上，下，左，右方向移动，调查显现外表的循环显现灯或数字，当循环显现灯亮了或有数字显现，则微动换能器，调查渡越时刻，当渡越时刻挨近所给定的数值时，中止移动换能器，此刻若渡越时刻的前4位数稳守时，阐明换能器已装置好。将换能器固定好，外表就能够正常作业了。
2.2 显现外表的装置
（1）显现外表的装置地址
显现外表的装置地址应挑选振荡冲击很小的方位，留意防止电磁场的影响，外表电源应防止引起电压动摇，运用环境温度亦应在阐明书中的规模之内，除特别密封外表外，应装置在无腐蚀性的环境中。
（2）连线长度
外表与换能器之间的连线运用屏蔽线，连线长度按阐明书要求，一般不超越500m，但在发电厂，因为搅扰较大，连线长度一般不超越100m。
三、 实践事例与经历总结
为了找出影响超声波流量计精度的要素，在丈量江苏东南钢铁厂排水系统管道流量的时分，进行了现场的实验。总结了一下几点经历。
（1）要有满意长的表前直管段长度（如表1所示）。
（2）管道几许尺度准确，管内结垢不能太厚。由流量与管径的联系可知，管径每存在1%的差错，就会产生约3%的流量丈量差错。因而，运用超声波流量计时，必须将壁厚丈量准确。
管道结垢，不光形成管径差错，还会使声波产生散射，下降超声波流量计的丈量精度。结垢过厚时，外表乃至不能作业。表2为管道结垢对流量丈量的影响核算表。
关于有的管道结垢已十分严峻，能够先把换能器拿下来，用手锤敲敲装置换能器的部位，水垢收到轰动后会部分坠落下来，再把换能器装置在管道上测验，假如还不可，只要主张单位将丈量段管道更新为不锈钢管道。
（3）在外表的上游的管道上设置排气阀
输水管道中有空气是遍及存在的问题，源水管道中气体含量更大。管道中的气体占有管道有用截面积，使流量丈量产生差错。假如管道中气体过多，会使超声波产生散射而使外表不能作业。因而，在外表上游装置排气阀是必要的。
排气阀的方位应装置在外表上游30D以上处，每隔一守时刻就应排气一次。在东南钢铁厂DN600和DN900两管道做实验发现，在没有装置排气阀时，流量计约多计水量9%～10%。
（4）管道中的流体没有充溢管道
当换能器在管道上装置好后，流量计接纳的强度信号在银幕上仍没有显现，而其他预显程序正常时，阐明管道中流体没有充溢管道。
四、本文结语
经过对基本原理的了解和现场实验的经历总结，再次对东南钢铁厂的排水系统丈量流量，经过与已校准的在线流量计的比照，发现当考虑了以上搅扰精度的要素和选用适宜的装置办法后，丈量精度由第一次的±1.67%提高到±0.81%，满意了测验精度的要求
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