摘(zhai) 要：許多(duo)
液體流(liu)量計
無(wu)法離線(xian)送檢，部(bu)分可以(yi)采用超(chao)聲流量(liang)計
在線(xian)比對的(de)方式對(dui)流量計(ji)的工作(zuo)狀态進(jin)行确認(ren)。對比對(dui)有影響(xiang)的因素(su)有聲速(su)、管道内(nei)流體的(de)軸向平(ping)均流速(su)、聲道長(zhang)度、管道(dao)外周長(zhang)和管道(dao)壁厚等(deng)。分析對(dui)比對有(you)影響的(de)因素，并(bing)提出相(xiang)應的處(chu)理方法(fa)。
1引言
超(chao)聲流量(liang)計比對(dui)法是目(mu)前使用(yong)最多的(de)一種液(ye)體流量(liang)儀表在(zai)線使用(yong)中檢驗(yan)的方法(fa)，超聲流(liu)量計按(an)檢測原(yuan)理可分(fen)✊爲多👈種(zhong)，主要有(you)時差法(fa)、多普勒(le)法和聲(sheng)束偏移(yi)法，其中(zhong)在線🐉使(shi)用中🆚檢(jian)驗采👣用(yong)最多的(de)是基于(yu)時差法(fa)的外夾(jia)式超聲(sheng)流量計(ji)。
2時差法(fa)超聲流(liu)量計
時(shi)差法超(chao)聲流量(liang)計利用(yong)流速不(bu)同會使(shi)超聲波(bo)在流體(ti)中傳播(bo)⛷️的速度(du)發生變(bian)化，通過(guo)分析計(ji)算改變(bian)的超聲(sheng)波🤟信号(hao)，可以檢(jian)測🧡到流(liu)體的流(liu)速，進而(er)可以得(de)到流量(liang)值。通常(chang)認爲⛹🏻♀️聲(sheng)波在流(liu)體中的(de)實際傳(chuan)播速度(du)是由🔞介(jie)質靜止(zhi)狀态下(xia)聲波的(de)傳播速(su)度（cf）和流(liu)✌️體軸向(xiang)平均流(liu)速（vm）在聲(sheng)波傳播(bo)方向上(shang)的分量(liang)組成。如(ru)圖1所示(shi)，順🤞流和(he)逆流傳(chuan)播時間(jian)與各量(liang)之間的(de)關系是(shi)：
式中：
tup爲(wei)超聲波(bo)在流體(ti)中逆流(liu)傳播的(de)時間；
tdown爲(wei)超聲波(bo)在流體(ti)中順流(liu)傳播的(de)時間；
L爲(wei)聲道長(zhang)度；
cf爲聲(sheng)波在流(liu)體中傳(chuan)播的速(su)度；
vm爲流(liu)體的軸(zhou)向平均(jun)流速；
φ爲(wei)聲道角(jiao)。
利用式(shi)
（1）的兩個(ge)公式得(de)出流體(ti)流速的(de)表達式(shi)：
利用公(gong)式得出(chu)流體軸(zhou)向平均(jun)流速後(hou)，可以通(tong)過下✉️式(shi)得出管(guan)道内的(de)流量：
式(shi)中：
A爲管(guan)道内截(jie)面積，m2。
ID爲(wei)管道内(nei)直徑，m。
lˉ爲(wei)管道外(wai)周長，m；
dˉ爲(wei)管道壁(bi)厚，m。
通過(guo)數學模(mo)型，可看(kan)出影響(xiang)超聲流(liu)量計測(ce)量結果(guo)的因素(su)包💁括💛聲(sheng)速、管道(dao)内流體(ti)的軸向(xiang)平均流(liu)速、聲道(dao)長❤️度、管(guan)道外周(zhou)長和管(guan)✍️道壁厚(hou)。
3影響因(yin)素
下面(mian)從這幾(ji)個方面(mian)讨論具(ju)體應用(yong)時需要(yao)注意的(de)🥵問🐅題。
3.1聲(sheng)速
超聲(sheng)流量計(ji)内置多(duo)種流體(ti)可以選(xuan)擇，勾選(xuan)流體類(lei)型和流(liu)體溫👨❤️👨度(du)後，超聲(sheng)流量計(ji)自動顯(xian)示相應(ying)在該流(liu)體内的(de)聲速。如(ru)果✍️超聲(sheng)流量計(ji)内沒有(you)測量介(jie)質‼️的選(xuan)項，需要(yao)手🔞動輸(shu)入📱聲速(su)。
外夾式(shi)超聲流(liu)量計的(de)傳感器(qi)安裝在(zai)管道外(wai)側，所以(yi)✏️還須考(kao)🆚慮管道(dao)對聲速(su)的影響(xiang)。需要正(zheng)确地輸(shu)入🎯管道(dao)的材🐇質(zhi)、是✌️否有(you)内襯及(ji)内襯的(de)材質、管(guan)道及内(nei)襯的厚(hou)度，對于(yu)碳鋼等(deng)管材，還(hai)需要考(kao)慮管道(dao)内側鏽(xiu)蝕的因(yin)素，管道(dao)内壁鏽(xiu)蝕産生(sheng)氣泡或(huo)鏽蝕與(yu)管🌈道形(xing)成間隙(xi)，會對聲(sheng)速測量(liang)形成較(jiao)大👌影響(xiang)。對于使(shi)📐用時間(jian)較長，懷(huai)疑内部(bu)鏽蝕的(de)管道，選(xuan)定測量(liang)📧位置後(hou)可以用(yong)榔頭輕(qing)輕敲擊(ji)，可以使(shi)管道内(nei)表面的(de)鏽蝕脫(tuo)落，吸附(fu)在管壁(bi)💜的氣泡(pao)也會被(bei)流體沖(chong)走，減少(shao)對聲速(su)測量的(de)影響。
3.2管(guan)道内流(liu)體的軸(zhou)向平均(jun)流速
超(chao)聲流量(liang)計的原(yuan)理是測(ce)量管道(dao)内軸向(xiang)平均流(liu)速，從而(er)推導出(chu)管道内(nei)的流量(liang)，保證軸(zhou)向平均(jun)流速測(ce)量準确(que)可靠就(jiu)顯得格(ge)外⭐重要(yao)。
超聲流(liu)量計測(ce)量處的(de)流體應(ying)該是充(chong)分發展(zhan)的紊流(liu)。要保證(zheng)管道是(shi)滿管流(liu)動，選擇(ze)超聲流(liu)量計安(an)裝📐位置(zhi)時水平(ping)走向的(de)管道不(bu)要選擇(ze)在最高(gao)點的位(wei)置。如果(guo)超聲流(liu)量計安(an)裝位置(zhi)的管道(dao)不是水(shui)平走向(xiang)，則要選(xuan)擇流體(ti)從下往(wang)上的管(guan)道，保證(zheng)管道滿(man)管、無氣(qi)泡。
超聲(sheng)流量計(ji)的流量(liang)測量建(jian)立在理(li)想的速(su)度分布(bu)基礎上(shang)，如果管(guan)道内的(de)流速分(fen)布混亂(luan)，則無法(fa)得到✂️理(li)想的測(ce)量結果(guo)。在選擇(ze)超聲流(liu)量計的(de)安裝位(wei)置時，應(ying)避免選(xuan)擇靠近(jin)閥門下(xia)遊㊙️（尤其(qi)不📞全開(kai)的閥門(men)）、靠近水(shui)泵處、變(bian)徑下⁉️遊(you)、彎頭下(xia)遊。保證(zheng)超聲流(liu)量計⁉️的(de)上下遊(you)有足夠(gou)的直管(guan)段，使得(de)流體速(su)度分布(bu)達😘到比(bi)較理想(xiang)的狀态(tai)，才能保(bao)證測量(liang)得到的(de)平均流(liu)速能真(zhen)實🙇🏻反映(ying)管道内(nei)流體的(de)流速㊙️。
3.3聲(sheng)道長度(du)
管道已(yi)知、超聲(sheng)流量計(ji)的傳感(gan)器選定(ding)的情況(kuang)下，聲道(dao)長度僅(jin)和傳感(gan)器的安(an)裝方式(shi)有關。超(chao)聲流量(liang)計傳感(gan)器的安(an)裝方式(shi)主要有(you)Z法安裝(zhuang)、V法安裝(zhuang)和W法安(an)裝。
V法安(an)裝使用(yong)的最爲(wei)普遍，Z法(fa)安裝主(zhu)要用于(yu)DN10以下小(xiao)☔管道（配(pei)合專用(yong)夾具）和(he)DN500以上的(de)大口徑(jing)管道；V法(fa)安裝時(shi)兩個傳(chuan)感器在(zai)管道同(tong)㊙️一側，兩(liang)個傳感(gan)器保證(zheng)在與管(guan)道👨❤️👨軸線(xian)平行的(de)同一直(zhi)線🈲上相(xiang)對容易(yi)；V法安裝(zhuang)時兩個(ge)傳💚感器(qi)分布在(zai)管道的(de)兩側，同(tong)時傳感(gan)器與管(guan)道貼合(he)點應在(zai)包含管(guan)道軸線(xian)的同一(yi)平面上(shang)，安裝時(shi)需要根(gen)據現場(chang)管道的(de)走向選(xuan)取傳感(gan)器的安(an)裝位置(zhi)。
3.4管道外(wai)周長（或(huo)外直徑(jing)）
選定超(chao)聲流量(liang)計傳感(gan)器安裝(zhuang)位置後(hou)，需要對(dui)選定管(guan)段表面(mian)處理後(hou)測量管(guan)道外周(zhou)長（或外(wai)直徑）。小(xiao)口徑的(de)管道♌可(ke)以測量(liang)外周長(zhang)或者用(yong)遊标卡(ka)尺直接(jie)外管徑(jing)🙇♀️，大口徑(jing)的管道(dao)隻能測(ce)量外周(zhou)長。用卷(juan)尺在安(an)裝傳感(gan)器位置(zhi)測量幾(ji)次，選擇(ze)最小的(de)💁值作爲(wei)外🏃♂️周長(zhang)。也可以(yi)用彈性(xing)小的細(xi)線繞管(guan)道，在同(tong)一位置(zhi)調整細(xi)線幾次(ci)，得到最(zui)短長度(du)，再用卷(juan)尺測量(liang)這一✨長(zhang)度。
3.5管道(dao)壁厚
選(xuan)定傳感(gan)器安裝(zhuang)位置後(hou)，需要對(dui)管道表(biao)面處理(li)，去除油(you)🈲污、表面(mian)油漆等(deng)，并打磨(mo)光滑，在(zai)換能器(qi)安裝位(wei)置均布(bu)幾個點(dian)，使用㊙️測(ce)厚儀測(ce)量管道(dao)壁厚，并(bing)取其平(ping)均值🏒作(zuo)爲管道(dao)壁厚。對(dui)無法測(ce)量的🌈參(can)數，如管(guan)道材質(zhi)、襯裏材(cai)料、厚度(du)🌈等，根據(ju)現場技(ji)術資料(liao)查明并(bing)确認。
除(chu)上述因(yin)素，具體(ti)使用中(zhong)還應注(zhu)意以下(xia)方面：
（1）在(zai)線比對(dui)用超聲(sheng)流量計(ji)應有有(you)效的溯(su)源證書(shu)，其基本(ben)誤差✍️應(ying)☎️不低于(yu)±0.5%；
（2）在線比(bi)對用到(dao)的其他(ta)輔助設(she)備，如卷(juan)尺、測厚(hou)儀、秒表(biao)等計🍉量(liang)器具均(jun)應具有(you)有效的(de)檢定證(zheng)書或校(xiao)準證書(shu)🚩；
（3）超聲流(liu)量計傳(chuan)感器量(liang)值溯源(yuan)是的管(guan)道口徑(jing)應盡可(ke)🔞能和✔️現(xian)場✔️使用(yong)的管道(dao)口徑一(yi)緻，如果(guo)口徑比(bi)值超過(guo)2倍或👉小(xiao)于1/2，還應(ying)增加1個(ge)0.5%的附加(jia)誤差。
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