摘要(yao)：超聲波流量計 是(shì)這些年使用較多(duo)的儀表，随着廣泛(fàn)的運用在計量領(ling)域越來⭕越重要，對(dui)管網平衡調節發(fa)揮的作用也越來(lai)越🥵大。随着我國供(gong)熱計量法推進，節(jiē)能标準不斷提高(gāo)，各項能耗指标不(bu)斷壓縮，如何能在(zai)保證供熱質量🈲不(bú)下降，實現節能降(jiang)耗。就需要對指标(biāo)精細化控制，如何(he)使用好超❄️聲波流(liu)量計減小其測量(liang)誤差，修正誤差值(zhí)直接關系到能耗(hào)指标。針對超聲波(bo)流量計使用現狀(zhuàng)問題🤞進行分析，并(bing)對其使用進🧑🏾‍🤝‍🧑🏼行探(tan)索。
1前言
　　這些年來(lai)，随着我國新技術(shu)的長足發展及國(guo)家加大節🔞能減排(pai)力度，吸收運用新(xīn)技術，其中超聲波(bō)流量計在供🆚熱管(guan)道測量獲🈲得了廣(guang)泛的運用。超聲波(bō)♉流量計以其安裝(zhuāng)方便簡單方便,無(wu)機械損耗壽命長(zhǎng)等優點,尤其是外(wai)夾式超聲💋波流量(liang)計安裝方便，僅僅(jǐn)是附加🈲在管外探(tàn)頭來測量流量。因(yin)此，對管道不需太(tai)多的處理（測點局(jú)部除鏽除漆），對管(guan)道密閉沒有壓力(li)損失，相比其它在(zai)線儀表，無需斷管(guan)處理🌈，無任何擾流(liu)設備、機械轉動設(she)備，無需縮徑、引流(liu)孔闆等，安裝❌方便(biàn)，洩露隐患減少，在(zài)供熱系統領域有(yǒu)着巨大的應用潛(qian)力。
　　在對比現有的(de)超聲波流量計，其(qí)中有進口及國産(chǎn)流量計🚩，安💃🏻裝有便(biàn)攜式及固定式，價(jia)格有幾千到幾萬(wan)流量計,通過數據(ju)的實驗比較不同(tong)型号、不同價格、不(bu)同安裝方式流量(liang)計其測量值誤🚶差(chà)。主要以超聲波流(liu)量測量中的現場(chǎng)應用效果探讨🌂現(xian)應用超聲波流量(liàng)計對供熱管道中(zhong)熱水流量💜進行測(ce)量的問題。
2工作原(yuan)理
　　超聲波在流體(tǐ)中傳播時其傳播(bo)速度要受到流體(ti)流速的影響，通過(guo)測量超聲波在流(liu)體中傳播速度可(ke)以🙇‍♀️檢測出流🙇‍♀️體的(de)🐇流速而換算出流(liú)量來。使用最廣泛(fan)的時差法超聲波(bō)流量計（圖1）爲例📧，當(dāng)超聲波在流體中(zhōng)傳播時順流方向(xiàng)超聲波的傳播速(su)度會增、逆流方向(xiàng)則減小，即同一傳(chuán)播距離就有不同(tóng)的傳👄播時間，再利(li)用傳播速度之差(cha)與被測流體流速(su)之🔴關系求取流速(sù)而換算流🏒量。即當(dāng)超聲波束在管道(dào)💜内水介質流動方(fāng)向🙇‍♀️上的“上遊傳感(gǎn)器”與🔆“下流傳感器(qì)”之間傳播時，水的(de)流動會使超聲波(bō)的傳播時間✊相對(dui)于靜态傳播産生(shēng)一個微小變化，并(bing)且這個傳🛀播時間(jian)的變化與水的流(liú)速成正比，這就是(shi)時差式🌂超聲波流(liú)量計的測量原理(li)。

　　但目前(qián)超聲波流量計所(suǒ)存在的缺點主要(yao)是可測流體的溫(wēn)度範圍受超聲波(bo)換能量及換能器(qi)與管道之間的耦(ǒu)合材料耐溫程度(du)的限制,以及高溫(wēn)下被測流體傳聲(sheng)速度的原始數💋據(jù)不全，目前國産的(de)超聲波流量計理(lǐ)論值隻能用于測(cè)量150℃以下的流體，測(cè)量精度1%。一般供熱(rè)管道液體的流速(su)常常是每秒♻️0.5～3m，而聲(shēng)波在液體中的傳(chuan)播速度約爲1500m/s左右(you)，被測流體✊流速變(biàn)化帶給聲速的變(biàn)化量最大也是10-3數(shù)量級．若要1%正确率(lü)，則對聲速的測量(liàng)正确率需求爲10-6數(shu)量級😍，因此必須有(yǒu)較好的測量條件(jiàn)才能實現較高準(zhǔn)确📞值。其具體如下(xia)：
（1）正确選擇型号
超(chāo)聲波流量計這是(shì)超聲波流量計能(néng)夠正常工作的基(ji)礎🌍。這其中以介質(zhì)類型、工作壓力範(fan)圍、量程比🌏、測量正(zhèng)确率等🐅級、流量計(jì)的探頭工作溫度(dù)的限制爲重要參(cān)數，如果選型不當(dāng)或不适，或會造成(chéng)流量無法測量，或(huo)者使用不便等問(wèn)題出現；
（2）合理安裝(zhuāng)位置
安裝不合理(lǐ)是超聲波流量計(ji)不能正常工作的(de)主㊙️要原因。安裝需(xū)要考慮位置正确(que)性和方式的選則(zé)。确定位置時除保(bao)證足夠的上、下遊(you)直管段外，尤其🍉要(yào)注意🐅探頭（換能器(qì)）盡量避開有強磁(ci)🔱場電源的場合如(rú)：配電室、變頻調速(sù)嚣、電焊機等工作(zuò)區域；
（3）在安裝方式(shì)上，主要有對貼安(an)裝方式和V方式、Z方(fang)式3種。
本主要使用(yòng)時差式超聲波流(liú)量計，見圖2、圖3。


　　通(tōng)常情況下，管徑小(xiǎo)于300mm時，采用V方式安(ān)裝，管徑大于200mm時，即(ji)可以💛用V方式安裝(zhuāng)又可以Z方式安裝(zhuāng)的換能器，但盡量(liàng)選用Z方♌式，因其聲(shēng)波受介質幹擾。車(che)間及換⛹🏻‍♀️熱站所固(gù)定流量計基本爲(wèi)Z法安裝。
3現場應用(yong)
　　超聲波流量計使(shǐ)用注意事項：無論(lùn)固定式或便攜式(shi)管☀️道參數👅輸入設(shè)置必須正确、與實(shi)際相符，否則🈲流量(liang)計不可能☁️正常工(gong)作。安裝外夾式傳(chuán)感器時要🌈使用多(duō)的耦合✔️劑把傳♍感(gan)器粘貼在管道壁(bi)上，一邊察看主機(ji)顯示的信号強度(du)和信号質量💯值，一(yi)邊在安裝點附近(jìn)❗慢慢移動傳感器(qi)直到收到最強的(de)信🌍号和最大的信(xìn)号質量值。管道直(zhi)徑越大，傳感器移(yí)動範圍越大。然後(hou)🌈确認安裝距離是(shi)否與M25所給傳感器(qì)安裝距離相吻合(he)🌂、傳感器是否安裝(zhuang)在管道軸線的同(tong)一直❗線上。如果信(xin)号強度總是0.00字樣(yàng)說明🔞流量🙇‍♀️計沒有(yǒu)收到超聲波信号(hào)，檢查參數（包括💁所(suǒ)有與管道有關的(de)參數）是否輸入正(zhèng)确、傳感器安裝方(fāng)法選擇是⭐否正确(que)、上下探頭是否在(zai)管道水平線内無(wu)軸向夾角、與管線(xiàn)貼緊并保證探頭(tóu)與管道貼合間有(you)足夠的耦合劑、是(shi)否⛷️離閥門彎頭太(tài)近、特别注意鋼闆(pǎn)卷成的管道，因爲(wèi)此類管道不規則(ze)會嚴重影響測量(liàng)。如果不🐆是這些原(yuan)因♋，還是接收不到(dào)🈲信号，隻好✏️換另一(yī)測量🌐點試試，或者(zhe)選用插入式傳感(gan)器。确認流量計是(shì)否正常可靠的工(gōng)作：信号強度越大(dà)、信号👅質量Q值越高(gao)，其顯示的流量♍值(zhi)可信度越高，流量(liang)計♊越能長時間可(ke)靠的工作。如果環(huan)境電磁幹擾太大(da)或是接受信号太(tai)低，則顯示的🔞流量(liàng)值可信度就低👉，偏(piān)差值就大。
　　以前進(jin)車間爲例，車間爲(wèi)了流量的準确性(xìng)先後在總出口上(shàng)安🆚裝2套流量計計(ji)算流量，以這2個流(liú)量計進行❄️比對，把(bǎ)便攜式流量計安(an)裝在同樣工況下(xia)進行測量。在同一(yi)🈲時段的工況下⭐取(qǔ)3塊流🔆量計數值，爲(wèi)保證取值🐉準确性(xing)分🔴别多次取🈲值，其(qi)具體數值見表1。

　　表(biǎo)1中Z法（超聲波）和 電(diàn)磁流量計 是前進(jìn)車間現場2塊總出(chu)水流量計儀表，都(dōu)是固定式安🌂裝✂️。V法(fa)（超聲波）爲便攜式(shì)流量計，在現場根(gēn)據工況臨時取點(dian)安裝。經過比對發(fā)現便攜式流量計(ji)在現場測量與另(lìng)💃2塊表出現比較大(da)的偏⛹🏻‍♀️差，這對臨時(shí)測量管線流量的(de)真實有效數🤩據采(cai)集出現嚴重誤差(cha)。
4分析
　　經過分析燃(ran)氣鍋爐設計最大(dà)出水流量爲1209m3/s允許(xǔ)超流量理論🏃‍♂️爲⛷️10%即(ji)1329m3/s，現場固定安裝的(de)流量計都在理論(lun)值内。如果💃以電磁(cí)流量計爲基準測(ce)量值，與Z法超聲波(bō)流量計測量曲線(xian)值吻合，其⛹🏻‍♀️測量誤(wu)差也在表測量精(jing)度範圍内（電磁流(liú)量計量正确率（0.5%～21%），超(chao)聲波流量計高（1%～2%））。現(xian)場工況影響測量(liàng)因素其水質沒有(you)發生變🙇‍♀️化，現場測(cè)量❄️時間段沒有水(shuǐ)處理水質相對平(píng)穩（水質的變化對(duì)電磁流量計測量(liàng)值影響比較大），鍋(guo)爐運行負荷沒有(you)發生變化和調整(zhěng)，泵功率揚程也沒(mei)有改變。
比對以上(shang)數據發現主要是(shi)便攜式流量計測(ce)量誤差比較大。實(shí)踐表明，固定Z方式(shi)安裝的換能器超(chāo)聲波信号強❓度高(gāo)，測量的信号穩定(ding)性也好于現場便(bian)攜式超聲波流量(liàng)計，其🔆測量誤差基(jī)本在允許範圍内(nèi)，而便攜式超聲波(bō)流量計經過多次(ci)調整更換測量點(dian)也不能保證其數(shu)值的穩定性測量(liàng)出現了較大的誤(wù)差，其⭐測量值偏差(cha)較大🏃‍♂️，可信度較低(di)。
5結論
　　經過實際使(shǐ)用 便攜式超聲波(bo)流量計 對于供熱(rè)管網流量調節數(shu)據測量有一定的(de)參考🐉有📞效性，其值(zhí)受到不同環境安(ān)裝調試都比固定(dìng)式流量😘計測量數(shu)據誤差大，主要是(shi)其測量值有表誤(wu)差。但是其值有一(yi)定的規律，如果想(xiang)發揮其效率應結(jie)合現場工況，一是(shì)🛀🏻現場有固定式流(liu)量計表應做好前(qian)期數據采集記錄(lù)工作，發生流量突(tū)變時，要利用便攜(xié)式超聲波流量計(ji)進行☔及時核校比(bi)對數據🔱，查清流量(liang)突變的💔原因，弄清(qīng)楚是儀表發生故(gu)障還是🐪流量确實(shi)發生了變化；二是(shì)對于臨時測量點(diǎn)無🈲固定式流量計(ji)的使用🐇人員現場(chǎng)盡量滿足設備測(cè)量安裝需求，盡量(liàng)減少人爲因素幹(gan)擾，換能器的安裝(zhuāng)是影響測量正确(que)率的主要關鍵因(yin)素，因此現場應用(yong)應根據環境調試(shi)安裝，确保選位好(hao)、安裝好、測量準。便(biàn)攜式超聲波流量(liàng)計使用👅效果好壞(huai)取決于操作人員(yuan)結合現場情況判(pan)斷分析，需要人機(jī)配合經驗的積累(lei)。

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