摘　要：許多(duo) 液體流量(liang)計 無法離(lí)線送檢，部(bù)分可以采(cǎi)用超聲流(liu)量計 在線(xiàn)比對的方(fang)式對流量(liang)計的工作(zuo)狀态進行(háng)确認🍉。對比(bǐ)🛀對有影響(xiǎng)的因素有(yǒu)聲速、管道(dào)内流體的(de)軸向☔平均(jun1)🔴流速👣、聲道(dao)長度、管道(dào)外周長和(hé)管道壁厚(hòu)等。分析對(dui)比對有影(ying)✔️響的因素(su)，并提出相(xiàng)應的處理(li)方法。
1引言(yan)
　　超聲流量(liàng)計比對法(fa)是目前使(shǐ)用最多的(de)一種液體(tǐ)🤩流量儀表(biao)在✂️線使用(yòng)中檢驗的(de)方法，超聲(sheng)流量計按(àn)❤️檢測原理(lǐ)可分爲多(duo)種，主要有(you)時差法、多(duō)普勒法和(he)聲束偏💃🏻移(yí)法，其中在(zai)線⭕使用中(zhōng)檢驗采用(yong)最多的是(shì)基于時差(cha)法的外夾(jiá)🚩式超聲流(liú)量計。
2時差(cha)法超聲流(liú)量計
　　時差(chà)法超聲流(liú)量計利用(yòng)流速不同(tóng)會使超聲(sheng)波在流體(ti)中傳播的(de)速度發生(sheng)變化，通過(guo)分析計算(suan)改變的超(chāo)聲波信号(hao)✌️，可以檢測(cè)到流體的(de)流速，進而(er)可以⛹🏻‍♀️得到(dào)流量值。通(tōng)常認爲聲(sheng)波在🏒流體(tǐ)中的實際(jì)傳播速度(du)是由介質(zhi)靜止🏃🏻‍♂️狀态(tai)下聲波的(de)傳播🚶速度(du)（cf）和流體軸(zhou)向平均流(liú)速（vm）在聲波(bō)傳播方向(xiang)上的分量(liàng)組成。如圖(tu)1所示，順流(liú)♉和逆流傳(chuán)播時間與(yǔ)各量之間(jian)的關系是(shi)：

式中：
tup爲超(chāo)聲波在流(liú)體中逆流(liu)傳播的時(shí)間；
tdown爲超聲(sheng)波在流體(tǐ)中順流傳(chuan)播的時間(jian)；
L爲聲道長(zhang)度；
cf爲聲波(bō)在流體中(zhōng)傳播的速(su)度；
vm爲流體(tǐ)的軸向平(ping)均流速；
φ爲(wèi)聲道角。
利(li)用式
（1）的兩(liang)個公式得(de)出流體流(liu)速的表達(dá)式：

利用公(gong)式得出流(liu)體軸向平(ping)均流速後(hou)，可以通過(guò)下式得出(chū)管道内的(de)流量：

式中(zhong)：
A爲管道内(nei)截面積，m2。
ID爲(wei)管道内直(zhí)徑，m。
lˉ爲管道(dao)外周長，m；
dˉ爲(wèi)管道壁厚(hòu)，m。
　　通過數學(xué)模型，可看(kàn)出影響超(chao)聲流量計(ji)測量結果(guǒ)的因👄素包(bao)括聲速、管(guǎn)道内流體(ti)的軸向平(píng)均流速、聲(sheng)道長度、管(guan)道外周長(zhǎng)和管道壁(bi)厚。
3影響因(yīn)素
　　下面從(cóng)這幾個方(fang)面讨論具(ju)體應用時(shi)需要注意(yi)的問題🈚。
3.1聲(shēng)速
　　超聲流(liu)量計内置(zhì)多種流體(tǐ)可以選擇(zé)，勾選流體(ti)類型和流(liu)體溫度後(hou)，超聲流量(liang)計自動顯(xian)示相應在(zài)該流體🏃内(nèi)的聲速。如(ru)果超聲流(liú)量計内沒(mei)有測量介(jiè)質的選項(xiang)，需要手動(dong)輸入聲速(sù)。
　　外夾式超(chāo)聲流量計(jì)的傳感器(qi)安裝在管(guǎn)道外側，所(suo)以還須考(kao)慮管道對(duì)聲速的影(yǐng)響。需要正(zheng)确地輸入(ru)⭐管道🔞的材(cái)🌈質、是否有(yǒu)内襯及内(nèi)襯的材質(zhì)、管道及内(nèi)襯的厚度(dù)，對于碳鋼(gāng)等管材，還(hái)🐕需要考慮(lǜ)管道内側(ce)😘鏽蝕的因(yīn)素，管道内(nei)壁鏽蝕産(chǎn)生氣泡或(huò)鏽蝕與管(guǎn)道形成間(jiān)隙，會對聲(shēng)速測量形(xíng)成較大影(yǐng)響。對于使(shi)🤩用時間較(jiao)長，懷疑内(nèi)部鏽蝕的(de)管道，選定(ding)測量位置(zhi)後可以用(yòng)榔頭輕輕(qīng)敲擊，可以(yǐ)使管道内(nei)表面的鏽(xiu)蝕脫落，吸(xī)附在管壁(bi)的氣泡也(yě)會被流體(tǐ)沖走，減少(shao)對聲速測(cè)量的影響(xiǎng)。
3.2管道内流(liu)體的軸向(xiang)平均流速(sù)
　　超聲流量(liang)計的原理(li)是測量管(guǎn)道内軸向(xiàng)平均流速(sù)，從👄而🈲推導(dǎo)出管道内(nei)的流量，保(bǎo)證軸向平(ping)均流速測(cè)量準确可(ke)靠就顯得(dé)格外重要(yào)。
　　超聲流量(liàng)計測量處(chù)的流體應(ying)該是充分(fen)發展的紊(wen)流。要保證(zheng)管道是滿(man)管流動，選(xuǎn)擇超聲流(liú)量計安裝(zhuāng)位置🔞時水(shui)平走向的(de)管道不要(yào)選擇在最(zui)高點的位(wèi)置。如果🔞超(chao)聲流量計(ji)安🐆裝位置(zhi)❤️的管道不(bú)是水平走(zǒu)向，則要選(xuǎn)擇流體從(cóng)下往上的(de)管道，保證(zheng)管道滿管(guǎn)👣、無氣泡。
　　超(chāo)聲流量計(ji)的流量測(ce)量建立在(zai)理想的速(sù)度分布⭐基(jī)礎上，如果(guǒ)管道内的(de)流速分布(bu)混亂，則無(wu)法得到理(lǐ)想🤟的測量(liang)結果。在選(xuǎn)擇超聲流(liu)量計的安(ān)裝位置❌時(shi)，應避免選(xuǎn)擇靠近閥(fa)💜門下遊（尤(you)其不全開(kai)的閥門🔆）、靠(kào)近水泵㊙️處(chu)、變徑下遊(yóu)、彎頭下遊(yóu)。保證超聲(sheng)流量計的(de)上下遊有(yǒu)✍️足夠的直(zhí)管段，使得(de)流體💘速度(dù)分布達到(dào)比較理想(xiang)的✂️狀态，才(cái)能保證📱測(ce)量得到的(de)平均流速(su)能真實反(fǎn)映管㊙️道内(nei)流體的流(liu)速。
3.3聲道長(zhang)度
　　管道已(yǐ)知、超聲流(liú)量計的傳(chuán)感器選定(dìng)的情況下(xia)，聲道長度(dù)僅和傳感(gǎn)器的安裝(zhuang)方式有關(guān)。超聲流量(liang)計♻️傳感器(qì)的安裝方(fāng)式主要有(you)Z法安裝、V法(fa)安裝和W法(fa)安裝。
　　V法安(ān)裝使用的(de)最爲普遍(bian)，Z法安裝主(zhu)要用于DN10以(yi)下小管道(dào)（配合專用(yòng)夾具）和DN500以(yi)上的大口(kǒu)徑管道；V法(fa)安裝時兩(liǎng)個傳感器(qi)👌在管🔱道同(tong)✂️一側，兩個(gè)傳感器保(bǎo)證在與管(guǎn)道軸線平(ping)行的同一(yi)直線上相(xiàng)對容易；V法(fa)安裝時兩(liǎng)個傳感器(qi)分布在管(guǎn)道的兩側(ce)，同時👈傳感(gǎn)器與管道(dao)貼合點應(ying)在包含管(guan)🔅道軸線的(de)同一平面(miàn)上，安裝時(shi)需要根據(jù)現場管道(dao)的走㊙️向選(xuǎn)取傳感器(qi)的安裝位(wei)置。
3.4管道外(wai)周長（或外(wai)直徑）
　　選定(ding)超聲流量(liàng)計傳感器(qì)安裝位置(zhi)後，需要對(duì)選定🏃管❤️段(duan)表💃面處理(lǐ)後測量管(guǎn)道外周長(zhang)（或外直徑(jìng)）。小口🔴徑的(de)🌂管道可以(yi)測量外周(zhōu)長或者用(yong)遊标卡尺(chi)直接外管(guǎn)徑，大口徑(jing)的管道隻(zhi)能測💯量外(wai)周長。用卷(juan)尺在安裝(zhuāng)傳感器位(wèi)置測量幾(ji)次，選擇最(zui)小的值作(zuò)爲外周長(zhang)。也可以用(yong)彈性小的(de)💁細線繞管(guǎn)道，在同一(yī)位置調整(zhěng)細線幾次(cì)，得到最短(duan)長度，再用(yong)卷尺測量(liang)💔這一長度(dù)。
3.5管道壁厚(hòu)
　　選定傳感(gan)器安裝位(wei)置後，需要(yao)對管道表(biǎo)面處理，去(qù)除油🐪污、表(biao)面油漆等(děng)，并打磨光(guāng)滑，在換能(neng)器安裝位(wei)置均布幾(ji)個點，使用(yong)測厚儀測(cè)量管道壁(bi)厚，并取其(qí)平均值🎯作(zuo)爲管道壁(bi)厚。對無法(fa)測量的參(cān)數，如管道(dào)材質、襯裏(li)材料、厚度(du)等，根據現(xian)場技術資(zī)💰料查明并(bìng)确認。
除上(shang)述因素，具(ju)體使用中(zhōng)還應注意(yì)以下方面(miàn)：
（1）在線比對(dui)用超聲流(liu)量計應有(yǒu)有效的溯(sù)源證書，其(qi)基本誤差(cha)應🌂不低于(yu)±0.5%；
（2）在線比對(dui)用到的其(qí)他輔助設(shè)備，如卷尺(chi)、測厚儀、秒(miao)表等計量(liang)器具均應(yīng)具有有效(xiào)的檢定證(zheng)書或校準(zhun)證書；
（3）超聲(sheng)流量計傳(chuan)感器量值(zhí)溯源是的(de)管道口徑(jìng)應盡💃🏻可🐅能(néng)和現場使(shi)用的管道(dào)口徑一緻(zhì)，如果口徑(jing)比值超過(guo)2倍或小于(yu)1/2，還應♌增加(jia)1個0.5%的附加(jia)誤差。

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