摘要：超聲(shēng)波流量計(jì) 是這些年(nián)使用較多(duo)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(ping)衡調節發(fā)揮的作用(yòng)⚽也越來越(yuè)大。随着我(wo)國供熱計(ji)量法推進(jìn)，節能标準(zhǔn)不斷提高(gao)，各項🥰能耗(hào)指❓标不斷(duan)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻壓縮，如何(hé)能在保證(zhèng)供熱質量(liang)不下降，實(shi)☀️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(jiǎn)小其測量(liang)誤差，修正(zheng)誤差值直(zhi)接關系到(dào)能耗指标(biāo)。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(nian)來，随着我(wo)國新技術(shù)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(zai)供熱管道(dào)測量獲得(dé)了廣泛的(de)運用。超聲(shēng)波流量計(jì)以其安裝(zhuang)方便簡單(dān)方便,無機(ji)械損耗壽(shòu)命長等優(you)點,尤其是(shì)外夾式超(chāo)聲波流量(liàng)計安裝方(fāng)便，僅僅是(shì)附加在管(guǎn)外探頭來(lái)測量流量(liàng)。因此，對管(guǎn)道不需太(tai)多的處理(li)（測點局部(bù)除鏽除漆(qi)），對管道密(mì)閉沒有壓(ya)力損失，相(xiang)比其它在(zài)線儀表，無(wú)需斷管處(chù)理，無任何(hé)擾流設備(bei)、機械轉動(dong)設備，無需(xu)縮🌈徑、引流(liú)孔闆等，安(an)裝方便，洩(xiè)露隐患減(jian)少，在供熱(rè)系統領域(yù)有着巨大(dà)的應用潛(qian)力。
　　在對比(bi)現有的超(chāo)聲波流量(liang)計，其中有(you)進口及國(guó)産💃🏻流量計(ji)，安🥰裝有便(biàn)攜式及固(gù)定式，價格(gé)有幾千到(dào)幾萬流量(liàng)計,通過數(shù)據🥵的實🔅驗(yàn)比較不同(tóng)型号、不同(tong)價格、不同(tong)安裝方式(shì)流量計其(qi)測量值誤(wù)差。主要以(yǐ)超聲波流(liú)量測量中(zhōng)的現場應(yīng)用效果探(tan)讨🤩現應用(yòng)超💁聲波流(liú)量計❌對供(gong)熱管道中(zhōng)熱水流量(liàng)進行測量(liàng)的問題。
2工(gong)作原理
　　超(chao)聲波在流(liú)體中傳播(bō)時其傳播(bo)速度要受(shòu)到流體㊙️流(liú)速的影響(xiang)，通過測量(liang)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(lai)。使用最廣(guǎng)泛的時差(chà)法超聲波(bō)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(fāng)向超聲波(bo)的傳播速(sù)度會增🍉、逆(nì)流方向則(ze)減小，即同(tóng)一🈲傳播距(jù)離就有不(bú)同的傳播(bo)時間，再利(li)㊙️用傳播速(su)度之差與(yu)被測流體(tǐ)流速之關(guān)系求取流(liú)速而換算(suàn)流量。即當(dang)超聲波束(shu)在管道内(nèi)水介質流(liu)動方向上(shang)的“上遊傳(chuán)感器”與“下(xia)流傳感🐇器(qi)”之間傳播(bō)時，水的流(liú)動會使超(chao)聲波的傳(chuán)播時間相(xiang)對于靜态(tài)傳播産生(shēng)一個微小(xiǎo)變化，并㊙️且(qie)這個傳✊播(bo)時間的變(bian)化與水的(de)流速成正(zhèng)比，這就是(shì)時差式超(chāo)聲波流量(liang)計的測量(liàng)原理。

　　但目前(qian)超聲波流(liu)量計所存(cun)在的缺點(diǎn)主要是可(kě)測流體🈚的(de)溫度範圍(wéi)受超聲波(bō)換能量及(jí)換能器與(yu)管📐道之間(jiān)的耦合材(cai)料耐溫程(chéng)度的限制(zhi),以及高溫(wēn)下被測流(liú)體傳聲速(sù)度的原始(shǐ)數據不全(quan)，目前國産(chan)的🔞超聲波(bo)流量計理(li)論值隻能(néng)用于測量(liàng)150℃以下的流(liu)體，測量精(jīng)度1%。一般供(gong)熱管道液(yè)體的流速(su)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(zuǒ)右，被測流(liú)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(sheng)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(hǎo)的測量條(tiáo)件💋才能實(shí)現較高準(zhǔn)确值。其具(ju)體如下：
（1）正(zheng)确選擇型(xing)号
超聲波(bo)流量計這(zhè)是超聲波(bō)流量計能(néng)夠正常工(gong)作🍓的基礎(chu)🔴。這其✨中以(yǐ)介質類型(xíng)、工作壓力(li)範圍、量程(cheng)比、測量正(zheng)确率等級(jí)、流量計的(de)探頭工作(zuò)溫度的限(xiàn)制爲重要(yao)參數，如果(guǒ)選型不當(dāng)或不适，或(huo)會造成流(liu)量無法測(ce)量，或者使(shǐ)用不便等(děng)問題出現(xiàn)；
（2）合理安裝(zhuang)位置
安裝(zhuang)不合理是(shì)超聲波流(liu)量計不能(néng)正常工作(zuò)的主✂️要🈲原(yuán)因。安裝需(xu)要考慮位(wei)置正确性(xing)和方式的(de)選則。确定(dìng)位置時除(chú)保證足夠(gòu)的上、下遊(you)直管段外(wai)，尤其要注(zhù)意探頭（換(huan)🏃‍♀️能器）盡量(liang)避開有強(qiang)磁🏃‍♀️場電源(yuán)的場合如(ru)：配電室、變(biàn)頻調速嚣(xiao)、電焊機等(deng)工作區域(yu)；
（3）在安裝方(fang)式上，主要(yao)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(bō)流量計，見(jian)圖2、圖3。


　　通常情況(kuang)下，管徑小(xiao)于300mm時，采用(yòng)V方式安裝(zhuang)，管徑大于(yu)200mm時☁️，即可以(yi)用V方式安(ān)裝又可以(yǐ)Z方式安裝(zhuang)的換能器(qi)，但盡📧量選(xuan)🌂用Z方式，因(yīn)🏃🏻‍♂️其聲波受(shou)介質幹擾(rao)。車間及換(huan)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(shēng)波流量計(ji)使用注意(yì)事項：無論(lun)固定式或(huò)便攜式管(guǎn)道參👅數輸(shū)入設置必(bì)須正确、與(yǔ)實際相符(fú)，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(gan)器粘貼在(zài)管道壁上(shàng)，一邊察看(kan)主機顯示(shì)的信号強(qiang)度和信号(hao)質量值，一(yi)邊在安裝(zhuang)點附近🈲慢(màn)慢移動傳(chuan)感器直到(dào)收到最強(qiang)的信🚩号和(he)最大的信(xin)号質量值(zhí)。管道🛀直徑(jing)越大，傳感(gan)器移動範(fan)圍越大。然(rán)後确認安(an)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼裝距離是(shi)否與M25所給(gei)傳感器安(an)裝距離相(xiàng)吻合🔆、傳感(gǎn)器是否安(ān)裝在管道(dao)軸線的同(tóng)一直線上(shang)。如果信号(hào)強度總是(shi)0.00字樣說明(ming)流量✊計沒(méi)有收到超(chao)聲波信号(hao)，檢查參數(shù)（包括所有(yǒu)與管道有(you)關的參數(shu)）是否輸入(ru)🏃🏻正确、傳感(gǎn)器安裝方(fang)法選🔞擇是(shi)否正确、上(shàng)下探頭是(shi)否在管道(dao)水平線内(nèi)無軸向夾(jiá)角、與管線(xian)貼緊并保(bao)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(tài)近、特别注(zhù)意鋼闆卷(juan)成的管道(dào)，因爲此類(lèi)管道不規(gui)則會嚴重(zhong)影響測量(liang)。如果不🏃是(shi)這些原因(yin)，還是接收(shou)不到信号(hào)，隻好換另(lìng)一測量點(diǎn)試試，或者(zhě)選用插入(ru)式傳感器(qi)。确認流量(liang)計是否正(zheng)常可靠的(de)工作：信号(hào)強度越大(da)、信号質量(liàng)Q值越高，其(qí)顯示的流(liú)量值可信(xìn)度越💞高，流(liú)量計㊙️越能(neng)長時間可(ke)靠的工作(zuo)。如果環境(jìng)電磁幹擾(rǎo)太大或是(shì)接受信🐆号(hao)太低，則顯(xian)示的流量(liang)值可信度(du)就低㊙️，偏💋差(chà)值就大。
　　以(yǐ)前進車間(jiān)爲例，車間(jian)爲了流量(liàng)的準确性(xìng)先後在🔞總(zǒng)💁出口上安(ān)🈲裝2套流量(liang)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(liu)量計安裝(zhuāng)在同樣工(gong)況下進行(hang)測量。在同(tóng)一時段的(de)工況下取(qǔ)3塊流量計(jì)數值，爲保(bao)證取值準(zhun)确性分别(bie)多次取值(zhi)，其具體🐉數(shù)值見表⛹🏻‍♀️1。

　　表(biao)1中Z法（超聲(sheng)波）和 電磁(ci)流量計 是(shì)前進車間(jian)現場2塊總(zong)出水流量(liàng)計儀表，都(dōu)是固定式(shì)安裝。V法（超(chao)聲波）爲便(biàn)攜式流量(liang)計，在現場(chang)根據工況(kuang)臨時取點(dian)安裝。經過(guo)比🌈對發現(xiàn)便攜式流(liu)量計在現(xiàn)場測量與(yu)另2塊表出(chū)現比較大(dà)的偏差，這(zhe)對臨時測(ce)量管線流(liú)量的真實(shí)有效數🈲據(jù)采集出💜現(xian)嚴重誤差(cha)。
4分析
　　經過(guò)分析燃氣(qì)鍋爐設計(jì)最大出水(shui)流量爲1209m3/s允(yǔn)許超🌈流量(liàng)🌏理論爲10%即(ji)1329m3/s，現場固定(dìng)安裝的流(liú)量計都在(zai)理論值内(nèi)✌️。如果以電(dian)磁流量計(jì)⛷️爲基準測(ce)量值，與Z法(fǎ)超聲波流(liú)量計測量(liang)曲線值💘吻(wěn)合，其🍉測量(liàng)誤差也在(zài)表測量精(jing)度範圍内(nei)（電磁🍓流量(liàng)計量正确(què)率（0.5%～21%），超聲波(bō)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(fa)生變化，現(xian)場測量🤩時(shi)間段沒有(yǒu)水處理水(shui)質相對平(ping)穩（水質的(de)變化對電(dian)磁流量計(jì)測量值影(ying)響比較大(dà)），鍋爐運行(hang)負荷沒有(you)發生變化(huà)和調整，泵(bèng)功💋率揚程(cheng)也沒有改(gai)變。
比對以(yǐ)上數據發(fā)現主要是(shì)便攜式流(liú)量計測量(liàng)誤差♉比較(jiào)大。實踐表(biao)明，固定Z方(fang)式安裝的(de)換能器超(chāo)聲🌍波信号(hào)強度高，測(ce)量的信🧑🏾‍🤝‍🧑🏼号(hao)穩定性也(ye)好于現場(chǎng)便攜式超(chāo)聲波流量(liàng)計，其測量(liang)誤差基本(ben)在允許範(fàn)圍👌内，而便(bian)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(cè)量出現了(le)較大的誤(wu)差，其測量(liang)值偏差較(jiào)大，可信度(du)較低。
5結論(lùn)
　　經過實際(jì)使用 便攜(xié)式超聲波(bō)流量計 對(dui)于供熱管(guan)網流量調(diào)節數據測(cè)量有一定(dìng)的參考有(you)效性，其值(zhi)受到不同(tóng)環境安裝(zhuāng)調試都比(bǐ)固定式流(liú)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(zhi)有一定的(de)📱規律，如果(guǒ)想發揮其(qi)效率應結(jié)合現場🌈工(gōng)況，一是現(xiàn)場有固定(dìng)式流量計(jì)表應做好(hao)前期數據(ju)采集記錄(lù)工作，發生(sheng)流量突變(bian)時，要利用(yòng)便攜式超(chao)聲波流量(liang)計進行及(ji)時核校比(bi)對🐇數據，查(cha)清流量突(tū)變的☁️原因(yīn)，弄清楚是(shì)儀表發生(sheng)故障還是(shi)流量确實(shi)發生了變(biàn)化；二是對(dui)于臨👈時測(ce)量點無固(gu)定式流量(liang)計的使用(yong)人員現場(chǎng)盡量滿足(zu)設備測量(liàng)安裝需求(qiu)，盡量減少(shao)人爲因素(sù)幹擾，換能(neng)器的安🙇‍♀️裝(zhuang)是影響測(cè)量正确率(lǜ)的主要關(guān)鍵因素，因(yin)此現場應(ying)用應根據(ju)環境調試(shì)安裝，确⛱️保(bao)選位好、安(an)裝好、測量(liang)準。便攜式(shi)超聲波流(liu)量計使用(yòng)效果好壞(huai)取決于操(cāo)作人員結(jié)合現場情(qíng)況判斷分(fèn)析，需要人(rén)機配合經(jing)驗的積累(lèi)。

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