摘　要：許多 液體流(liú)量計(jì) 無(wú)法離線送檢(jiǎn)，部分可以采(cǎi)用(yòng)超聲(shēng)流量(liàng)計 在線比(bǐ)對的方式(shì)對流量計(jì)的工(gōng)作狀态(tài)進行确(què)認。對比(bǐ)對(duì)有影(yǐng)響的因素(sù)有聲(shēng)速、管道内流體的軸(zhóu)向(xiàng)平均流(liú)速(sù)、聲道長(zhǎng)度、管道外(wài)周(zhōu)長和管(guǎn)道壁厚等(děng)。分析(xī)對比對(duì)有影響(xiǎng)的因(yīn)素，并(bìng)提出(chū)相應(yīng)的處(chù)理方(fāng)法。
1引言
　　超聲流量計比對法是目前(qián)使用最多(duō)的一(yī)種液(yè)體流(liú)量儀表在線使(shǐ)用中(zhōng)檢驗的方(fāng)法，超聲流(liú)量計(jì)按檢測(cè)原理可分爲多種，主要(yào)有(yǒu)時差法、多普(pǔ)勒法和(hé)聲束偏移法，其中在線使用中檢驗采(cǎi)用最多(duō)的是基(jī)于時差(chà)法(fǎ)的外(wài)夾式超(chāo)聲流(liú)量(liàng)計。
2時差法超聲流量(liàng)計
　　時差法(fǎ)超聲(shēng)流量計利(lì)用流速不同會(huì)使超聲波(bō)在(zài)流(liú)體中傳播的速(sù)度發生變化，通(tōng)過分(fèn)析計算改(gǎi)變的超聲波信(xìn)号，可以檢(jiǎn)測到流體的流(liú)速，進而可以得到流(liú)量值(zhí)。通常(cháng)認爲(wèi)聲波(bō)在流體中(zhōng)的實際(jì)傳(chuán)播(bō)速度是(shì)由(yóu)介(jiè)質靜(jìng)止狀态下(xià)聲波的傳(chuán)播速(sù)度（cf）和(hé)流體軸向平均(jun1)流速（vm）在聲(shēng)波傳播方向上(shàng)的分(fèn)量組成。如圖1所(suǒ)示，順流和逆流(liú)傳(chuán)播時間與各(gè)量之間的關(guān)系是：

式中(zhōng)：
tup爲(wèi)超聲波在流(liú)體(tǐ)中逆流傳(chuán)播的時間(jiān)；
tdown爲超(chāo)聲波在流體中順流傳播(bō)的時(shí)間；
l爲聲道長度；
cf爲(wèi)聲波在(zài)流體(tǐ)中傳播的(de)速度(dù)；
vm爲(wèi)流體的(de)軸向平均(jun1)流速；
φ爲聲(shēng)道角。
利用式
（1）的兩個公式(shì)得出(chū)流體流速(sù)的表(biǎo)達式(shì)：

利用公式(shì)得出(chū)流體(tǐ)軸向平均(jun1)流速後，可(kě)以通過下(xià)式得(dé)出管道内的流(liú)量：

式中：
a爲(wèi)管道(dào)内截(jié)面積(jī)，m2。
id爲管道内直徑(jìng)，m。
lˉ爲管道外周長，m；
dˉ爲管道壁厚，m。
　　通(tōng)過數學模(mó)型，可看出影響超聲流量計(jì)測(cè)量結(jié)果的(de)因(yīn)素包括(kuò)聲速、管(guǎn)道内流(liú)體的軸向平均(jun1)流速、聲道長度(dù)、管道外(wài)周長和(hé)管道(dào)壁(bì)厚。
3影響因素(sù)
　　下面(miàn)從這幾個方面(miàn)讨論(lùn)具體應用時需(xū)要注意的(de)問題。
3.1聲速
　　超聲流量(liàng)計内置(zhì)多種流體可(kě)以選(xuǎn)擇，勾(gōu)選流體類型和(hé)流體溫(wēn)度後，超(chāo)聲流量計自動顯示相(xiàng)應在該(gāi)流體内(nèi)的聲速(sù)。如果超聲(shēng)流(liú)量(liàng)計内(nèi)沒有(yǒu)測量(liàng)介質的(de)選項，需(xū)要手動輸入聲速。
　　外夾(jiá)式超聲(shēng)流量計的傳(chuán)感器安裝在管道(dào)外側，所(suǒ)以還須(xū)考慮管(guǎn)道對聲(shēng)速的影響。需要(yào)正确(què)地(dì)輸入管(guǎn)道的材質(zhì)、是否(fǒu)有内襯(chèn)及内襯(chèn)的材(cái)質(zhì)、管(guǎn)道及(jí)内襯(chèn)的厚度，對(duì)于碳鋼等(děng)管材(cái)，還需要考慮管(guǎn)道内側鏽(xiù)蝕的(de)因素，管(guǎn)道内壁(bì)鏽蝕産生氣泡(pào)或鏽(xiù)蝕(shí)與管道(dào)形成(chéng)間(jiān)隙(xì)，會對聲速(sù)測量形成(chéng)較大(dà)影響(xiǎng)。對于(yú)使用時(shí)間較長(zhǎng)，懷疑内(nèi)部鏽蝕的管道，選(xuǎn)定測(cè)量位(wèi)置後可以用榔(láng)頭輕輕敲(qiāo)擊(jī)，可(kě)以使管道(dào)内表面的鏽蝕脫落，吸附(fù)在管(guǎn)壁的氣泡也會(huì)被流體沖走，減少對(duì)聲速(sù)測量(liàng)的影響。
3.2管(guǎn)道内流體(tǐ)的軸向平均流速(sù)
　　超(chāo)聲流量計(jì)的原理是(shì)測量管(guǎn)道内軸(zhóu)向平均流(liú)速(sù)，從而推導出管道内的(de)流量，保證(zhèng)軸向(xiàng)平均流速(sù)測(cè)量(liàng)準确(què)可靠(kào)就顯得(dé)格(gé)外重(zhòng)要。
　　超聲流量計(jì)測量處的(de)流體(tǐ)應該(gāi)是充分發(fā)展的紊流(liú)。要保(bǎo)證管(guǎn)道是滿管(guǎn)流動，選擇(zé)超聲(shēng)流量計(jì)安裝位(wèi)置時水平(píng)走向(xiàng)的管(guǎn)道(dào)不要選(xuǎn)擇在(zài)最高點的(de)位置(zhì)。如果(guǒ)超聲(shēng)流量計安(ān)裝位置的(de)管道不是(shì)水(shuǐ)平(píng)走向(xiàng)，則要(yào)選擇(zé)流體從下(xià)往上的管(guǎn)道，保(bǎo)證管(guǎn)道滿管、無(wú)氣泡。
　　超聲流量計的(de)流量測量(liàng)建立在理想的(de)速度分布基礎(chǔ)上，如(rú)果管道内(nèi)的流速分(fèn)布混(hùn)亂，則無(wú)法得到理想的(de)測量結(jié)果。在選擇(zé)超聲(shēng)流量(liàng)計(jì)的安裝(zhuāng)位置(zhì)時，應避免選擇靠近閥門(mén)下遊（尤其(qí)不全開的閥(fá)門）、靠近(jìn)水泵處、變徑下(xià)遊、彎頭下遊。保證超(chāo)聲流量計(jì)的上(shàng)下遊有足(zú)夠的直管段，使得流體(tǐ)速度分(fèn)布達(dá)到比較理想的(de)狀态(tài)，才能(néng)保證測量(liàng)得到(dào)的平均流(liú)速能真實反(fǎn)映管道(dào)内流體的流速(sù)。
3.3聲道長度
　　管道已知(zhī)、超聲流量(liàng)計的傳感(gǎn)器選(xuǎn)定的情況下，聲(shēng)道長度僅(jǐn)和傳(chuán)感器的安裝方(fāng)式有關。超聲流量計(jì)傳感器的(de)安裝方(fāng)式主要(yào)有z法(fǎ)安(ān)裝、v法安(ān)裝和w法安(ān)裝。
　　v法(fǎ)安裝使(shǐ)用的最(zuì)爲普遍，z法安裝(zhuāng)主要用于(yú)dn10以下(xià)小管(guǎn)道（配(pèi)合專(zhuān)用夾具）和(hé)dn500以上(shàng)的大(dà)口徑管道(dào)；v法安裝時(shí)兩個(gè)傳感器在(zài)管道(dào)同一(yī)側，兩個傳(chuán)感器(qì)保(bǎo)證(zhèng)在與(yǔ)管道(dào)軸線平行(háng)的同(tóng)一(yī)直線上(shàng)相對容(róng)易；v法安(ān)裝時兩個(gè)傳感(gǎn)器(qì)分布(bù)在(zài)管道(dào)的兩(liǎng)側，同時傳(chuán)感器與(yǔ)管(guǎn)道貼(tiē)合點(diǎn)應(yīng)在包含(hán)管道(dào)軸線的同(tóng)一平面上，安裝(zhuāng)時需(xū)要根據現(xiàn)場管道的(de)走向(xiàng)選取(qǔ)傳感器的(de)安裝(zhuāng)位置。
3.4管道(dào)外(wài)周長(zhǎng)（或外直(zhí)徑）
　　選(xuǎn)定超聲流量計(jì)傳感(gǎn)器安(ān)裝位置後，需要對選(xuǎn)定管(guǎn)段表面處理後測量(liàng)管道外周長（或外直徑）。小(xiǎo)口徑(jìng)的管(guǎn)道可以測量外周(zhōu)長或者(zhě)用遊标卡尺直(zhí)接外管徑(jìng)，大口徑的(de)管(guǎn)道隻能(néng)測量外周長。用(yòng)卷尺(chǐ)在安(ān)裝傳感器位置(zhì)測量幾次，選(xuǎn)擇(zé)最小(xiǎo)的值作爲(wèi)外周(zhōu)長。也可(kě)以(yǐ)用彈性小(xiǎo)的(de)細線繞(rào)管道，在同一位(wèi)置調整細線幾次，得到最短長(zhǎng)度，再用(yòng)卷(juàn)尺測(cè)量這一長度。
3.5管(guǎn)道(dào)壁厚
　　選定傳感器安(ān)裝位置(zhì)後，需要對(duì)管道表面處(chù)理，去除油污、表面(miàn)油漆(qī)等，并(bìng)打(dǎ)磨光滑(huá)，在換能器(qì)安裝(zhuāng)位置均布幾個(gè)點，使用測厚儀測量(liàng)管道壁厚(hòu)，并取其平均值(zhí)作爲管(guǎn)道壁(bì)厚。對無(wú)法測(cè)量的(de)參數(shù)，如管(guǎn)道材(cái)質、襯裏材料、厚度等，根據(jù)現場(chǎng)技術資料(liào)查明(míng)并确認(rèn)。
除上述(shù)因素，具體使用中還(hái)應注意以(yǐ)下(xià)方面：
（1）在線比(bǐ)對用超聲流(liú)量(liàng)計應有有(yǒu)效的(de)溯源證書，其基(jī)本誤差應不低于±0.5%；
（2）在(zài)線比對用(yòng)到的(de)其(qí)他輔(fǔ)助(zhù)設備(bèi)，如卷(juàn)尺、測(cè)厚儀、秒表(biǎo)等計(jì)量器具均應具(jù)有有效的(de)檢定(dìng)證書(shū)或(huò)校準證(zhèng)書；
（3）超聲流量計(jì)傳感器量值溯(sù)源是的管道口(kǒu)徑應盡可能和(hé)現場使用的(de)管道口徑一緻，如(rú)果口徑比值超過2倍(bèi)或小(xiǎo)于1/2，還(hái)應增加1個0.5%的附(fù)加誤(wù)差。

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