便攜式雙聲道超聲波流量計在線檢查的常見問題

便攜式雙聲道超聲波流量計在線檢測的常見問題



    目前，大多數企業因為流量計價格昂貴，很少有備用儀表，一般均為在線使用，一旦離線檢定，就需要停水以致影響生產，給企業造成經濟損失；還有一部分流量計直徑大于300mm，在國內無法溯源。為順應計量市場的需求，南京市計量監督檢測院在2007年5月購入美國康創雙聲路便攜式超聲波流量計，規格型號為1011P，探頭為C2/E2，準確度等級為0.5級。用于精密測量具有聲導性的各種流量范圍內的液體流體，例如水、酸、油、酒精等介質的流體。不僅具有適用于脫離子水到高度混氣液體或高黏度液體，還具有容積/質量流量或HVAC熱能的測量、批量累加控制、熱能輸送檢測、泵和閥門運行狀態監測及產品中混入固體、氣體和水等功能的監測。與1010P配套的換能器可安裝在直徑從12mm到3m的管道(不銹鋼、鑄鐵、塑料等材質)上。整套設備具有方便快捷、不需切割管道、低維護、無壓損的安裝特點。其主機外殼可在惡劣的工業環境下操作。
    采用雙聲道V法聲速途徑的測量方法，其特點是換能器發射聲束至對壁發射面，再發射聚積到接收換能器，這樣，從傳統的聲波線傳播發展到面傳播，增加了聲速的掃描空間，如圖1所示。
   

    圖1

    由于工業現場特別是管路周圍環境的多樣性和復雜性，大大降低了超聲波流量計的可靠性和穩定性，因此，如何根據特定的環境安裝調試超聲波流量計，就成了檢測領域的一個重要課題。現場應用的實際測量準確度，常因工作疏忽、換能器安裝距離及流通面積等測量的誤差而造成準確度下降，而我單位的雙聲道便攜式超聲波流量計可以改善單聲道測量平均流速的不確定影響量，降低了迎流流速分布影響的敏感度，減小了前后直管段長度的影響，消除了現場安裝換能器位置的影響，使測量準確度大大提高。
    超聲波流量計的安裝應從幾個方面來考慮:(1)詳細了解現場情況；(2)確定安裝方式；(3)選擇安裝管道；(4)計算安裝距離，確定探頭位置；(5)管道表面處理；(6)探頭安裝及接線。在檢測過程中，應該注意到:
   
一、換能器位置的選擇
    超聲波流量計要求管道內液體必須為滿管流。對安裝時前、后直管段的要求為至少滿足前10D后5D(D為管道直徑)。若上、下游側安裝有彎頭、漸擴管、漸縮管等阻流件，應將超聲波流量計上、下游直管段延長到(25～50)D。許多企業在安裝流量計時，并未考慮到其后續檢測，未留足夠長的直管段或安裝在泵/閥門附近，導致閥門和焊縫產生的紊流，給流量計檢測帶來一定的麻煩。此時一般需要整改后檢測，并盡量遠離閥門和焊縫，否則因流場不穩定，會造成數據偏差或準確度變大。
    便攜式超聲波流量計在使用過程中應避開強電磁和聲波信號的干擾。高壓線下方、變頻器旁、車輛密集的馬路旁，都會對超聲波流量計的測量準確度產生影響，儀表電源應避免引起電壓波動，換能器與儀表之間的連線應用屏蔽線。
    管道的頂部易積聚氣體，底部易沉淀雜物，氣體、雜物和焊縫都會使超聲波信號發生非正常的反射，從而影響超聲波流量計的測量準確度，甚至造成超聲波流量計無法正常工作，檢測過程中要考慮這些因素的存在。
   
二、換能器的安裝
    在安裝前需要了解流量計安裝管道的外徑、材質(包括鑄鐵、不銹鋼、PVC、鋁等)、壁厚、襯里及襯里厚度等參數，根據主機的提示找到相應檢測點。進行管道打磨(有保溫層的預先需去除)，檢測點必須磨光、平正，有一定半徑弧度和換能器吻合，并涂上耦合劑進行嚙合。
    根據超聲波流量計的測量原理，換能器的安裝是影響測量準確度的關鍵因素。當采用V法安裝時，兩個換能器的水平位置較易保證。當采用Z法安裝時，應當用坐標紙包裹管道，再沿中線對折，然后將兩個換能器的水平中心對準坐標紙兩端進行安裝，這樣可以保證換能器發射的聲波信號穿過管道軸線，減小對測量準確度的影響。
    但是，仍需注意的是，由于現場工藝條件變化較大，在線實流檢定的每個流量點應在檢定流量、壓力、溫度變化較小的范圍內完成。由于受現場工藝條件的限制，很難完成流量計全量程范圍檢定。超聲波流量計一般按口徑范圍配備多組探頭，不同的探頭適用不同的口徑段，探頭之間不能簡單互換，因此檢定時應注意口徑范圍。