摘(zhai)　要：許多 液體(ti)流量計 無法(fǎ)離線送檢，部(bù)分可以采用(yòng)超聲流量計(ji) 在線比對的(de)方式對流量(liang)計的工作狀(zhuang)态進行确認(ren)。對比對有影(yǐng)響的因素有(you)聲速、管道内(nei)流體的軸向(xiàng)平均✔️流速、聲(sheng)道✂️長度、管道(dao)外周長和管(guan)道壁厚等。分(fen)析對比對有(yǒu)影🙇‍♀️響的因素(su)，并提出相應(yīng)的處理方法(fa)。
1引言
　　超聲流(liu)量計比對法(fa)是目前使用(yòng)最多的一種(zhǒng)液體流量🈚儀(yí)表🈲在線使用(yong)中檢驗的方(fāng)法，超聲流量(liang)計按💯檢測💚原(yuán)理可分🚶爲多(duo)種，主要有時(shí)差法、多普勒(le)法和聲束偏(piān)移法，其中在(zai)線使用中👌檢(jian)驗采用最多(duō)的是基于時(shi)差法的外夾(jiá)式超聲流量(liàng)計。
2時差法超(chao)聲流量計
　　時(shí)差法超聲流(liú)量計利用流(liú)速不同會使(shǐ)超聲波在流(liu)體中傳♈播的(de)速度發生變(biàn)化，通過分析(xī)計算改變的(de)超聲波信号(hao)♉，可以檢測🧑🏾‍🤝‍🧑🏼到(dao)流體的流速(su)，進而可以得(dé)到流量值。通(tong)常認爲聲波(bo)在流體中的(de)實際傳播速(su)度是由介質(zhi)靜止🐕狀态下(xià)聲🥰波的傳播(bō)速度（cf）和流🌈體(tǐ)軸向平均流(liu)速（vm）在聲波傳(chuán)播方向上☀️的(de)分量組成。如(rú)圖1所示，順流(liú)和逆流傳播(bō)時🙇‍♀️間與各量(liang)之間的關⛷️系(xi)是：

式中：
tup爲超(chāo)聲波在流體(ti)中逆流傳播(bō)的時間；
tdown爲超(chāo)聲波在流體(tǐ)中順流傳播(bo)的時間；
L爲聲(shēng)道長度；
cf爲聲(shēng)波在流體中(zhong)傳播的速度(dù)；
vm爲流體的軸(zhou)向平均流速(sù)；
φ爲聲道角。
利(lì)用式
（1）的兩個(ge)公式得出流(liú)體流速的表(biao)達式：

利用公(gong)式得出流體(tǐ)軸向平均流(liu)速後，可以通(tong)過下式得出(chu)管道内的流(liu)量：

式中：
A爲管(guan)道内截面積(jī)，m2。
ID爲管道内直(zhi)徑，m。
lˉ爲管道外(wài)周長，m；
dˉ爲管道(dao)壁厚，m。
　　通過數(shù)學模型，可看(kàn)出影響超聲(shēng)流量計測量(liang)結果的因素(sù)包括聲速、管(guan)道内流體的(de)軸向平均流(liú)速、聲道長度(dù)、管道外周長(zhang)和管道壁厚(hòu)。
3影響因素
　　下(xia)面從這幾個(ge)方面讨論具(ju)體應用時需(xū)要注意的問(wen)題。
3.1聲速
　　超聲(shēng)流量計内置(zhì)多種流體可(kě)以選擇，勾選(xuan)流體類🈚型和(hé)流體溫度後(hòu)，超聲流量計(jì)自動顯示相(xiang)應在該流體(tǐ)内的聲速。如(rú)果超聲☂️流量(liang)計内沒有測(cè)量介質的選(xuǎn)項，需要手動(dong)輸入♌聲速。
　　外(wai)夾式超聲流(liú)量計的傳感(gan)器安裝在管(guan)道外側，所以(yǐ)還須考慮管(guan)道對聲速的(de)影響。需要正(zheng)确地輸入管(guan)道的材質、是(shì)💚否有内襯及(ji)内襯的材質(zhì)、管道及内襯(chèn)的厚♊度，對于(yu)碳鋼等管材(cái)，還需要考慮(lǜ)管道内側鏽(xiù)蝕的因🌏素，管(guǎn)道内壁鏽蝕(shi)産生氣泡或(huo)鏽蝕與管📧道(dào)形成間隙，會(huì)對聲速測量(liàng)形成較大影(yǐng)響。對于使用(yong)時間較長，懷(huai)疑内部鏽蝕(shí)的管道，選定(ding)測量位置後(hòu)可以用榔頭(tou)輕輕敲擊，可(kě)以使管道内(nei)表面的鏽蝕(shi)🌈脫落，吸附在(zài)管壁的氣泡(pào)也會被流體(tǐ)沖走，減少對(dui)聲速測量的(de)影響。
3.2管道内(nèi)流體的軸向(xiang)平均流速
　　超(chao)聲流量計的(de)原理是測量(liàng)管道内軸向(xiang)平均流速，從(cong)而推✏️導🏃🏻‍♂️出管(guǎn)道内的流量(liang)，保證軸向平(ping)均流速測🔞量(liang)準确可靠就(jiu)顯得格外重(zhong)要。
　　超聲流量(liang)計測量處的(de)流體應該是(shi)充分發展的(de)紊流。要保證(zheng)管道是滿管(guan)流動，選擇超(chāo)聲流量計安(an)裝位置時水(shui)🤞平走向的✉️管(guǎn)道不要選擇(zé)在最高點的(de)位置。如果超(chao)聲流量計安(ān)裝位置的管(guan)道不是水平(píng)走向，則要選(xuǎn)擇流體從下(xia)往上的管道(dào)，保證管道滿(man)管、無氣泡。
　　超(chao)聲流量計的(de)流量測量建(jian)立在理想的(de)速度分布👉基(ji)礎上，如㊙️果管(guǎn)道内的流速(su)分布混亂，則(ze)無法得到理(li)想的測量結(jié)🐅果。在選擇超(chāo)聲流量計的(de)安裝位置時(shí)，應避免選擇(ze)靠近閥門下(xià)遊（尤其不全(quan)開的閥門）、靠(kao)近水泵處、變(bian)徑下🆚遊、彎頭(tóu)下♌遊。保證超(chao)聲流量計的(de)上下遊有足(zú)夠的直管❗段(duan)，使得流體🙇‍♀️速(su)度分布達到(dào)比較理想的(de)狀态，才能保(bao)證測量得到(dao)的平均流速(su)能真實☀️反映(ying)管道内流體(ti)的流速。
3.3聲道(dào)長度
　　管道已(yi)知、超聲流量(liang)計的傳感器(qi)選定的情況(kuang)下，聲道長度(du)僅和傳感器(qì)的安裝方式(shi)有關。超聲流(liú)量計傳感器(qi)的安裝方式(shì)主要有Z法安(an)裝、V法安裝和(hé)W法安裝。
　　V法安(an)裝使用的最(zuì)爲普遍，Z法安(ān)裝主要用于(yú)DN10以下小✔️管道(dao)（配🚶合專用夾(jiá)具）和DN500以上的(de)大口徑管道(dào)；V法安裝時兩(liang)個傳感器在(zai)管💞道同👅一側(ce)，兩個傳感器(qi)保證在與管(guan)道軸線平行(háng)的同一直線(xian)上相對容易(yi)；V法安裝時兩(liang)個傳感器分(fen)布在管道的(de)兩側，同時傳(chuán)感器與管道(dào)貼合點應在(zài)包含管道軸(zhou)線的同一平(píng)面上，安📞裝時(shí)需要根據🏃🏻‍♂️現(xian)場管道的走(zou)向選取傳感(gan)器的安🐇裝位(wei)置。
3.4管道外周(zhou)長（或外直徑(jìng)）
　　選定超聲流(liu)量計傳感器(qi)安裝位置後(hou)，需要對選定(dìng)管段🈚表面❗處(chu)理後測量管(guǎn)道外周長（或(huò)外直徑）。小口(kou)徑的管道可(kě)以測量外周(zhou)長或者用遊(you)标卡尺直接(jie)外管徑，大口(kou)徑🧑🏽‍🤝‍🧑🏻的管道隻(zhī)能測量外周(zhōu)長。用卷尺在(zài)安裝傳感器(qì)位置測量幾(jǐ)次，選擇最小(xiao)的🛀🏻值作爲外(wài)周長。也可以(yi)用彈性小的(de)細線繞管道(dào)，在同一位置(zhi)🐪調整細線幾(ji)次☎️，得到最短(duan)長度，再用卷(juan)尺測量這一(yī)長度。
3.5管道壁(bì)厚
　　選定傳感(gan)器安裝位置(zhi)後，需要對管(guan)道表面處理(li)，去除油污、表(biǎo)面油漆等，并(bing)打磨光滑，在(zai)換能器安裝(zhuāng)位置均布幾(ji)個點，使用測(ce)厚💚儀測量管(guǎn)道壁厚，并取(qu)其平均值作(zuo)爲管道壁厚(hòu)⛹🏻‍♀️。對無法測量(liang)的🈲參數，如管(guan)道材質、襯裏(lǐ)材料、厚度等(děng)，根據現場技(ji)術資❗料查明(ming)并🔱确認。
除上(shàng)述因素，具體(tǐ)使用中還應(yīng)注意以下方(fāng)面：
（1）在線比對(duì)用超聲流量(liàng)計應有有效(xiào)的溯源證書(shu)，其基本誤差(chà)🚶‍♀️應不低于±0.5%；
（2）在(zài)線比對用到(dao)的其他輔助(zhù)設備，如卷尺(chǐ)、測厚儀、秒表(biao)等計💃量器具(ju)均應具有有(yǒu)效的檢定證(zhèng)書或校準證(zhèng)書；
（3）超聲流量(liang)計傳感器量(liang)值溯源是的(de)管道口徑應(ying)盡可能和現(xian)場使用的管(guǎn)道口徑一緻(zhì)，如果口徑比(bǐ)值超過2倍或(huo)小于💔1/2，還應增(zēng)加🛀🏻1個0.5%的附加(jiā)誤差。

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