超声波流量计的使用与维护

高小兵 马宇林

【摘 要】超声波流量计属于现场仪表，利用超声波技术，能够隔着厚重的金属管道测量管道内部流体的流速，由于超声波流量计是在管道外部进行测量，因此无需接触到管道内的物质，测量时比较安全、便捷。本文就超声波流量计的使用与维护展开系统的分析。

【關键词】超声波流量计；使用；维护

工业生产过程中经常会用到流量计，不同的工业介质所需的流量计不同，因此流量计的种类繁多。超声波流量计利用超声波脉冲测量流体的流量，具有一定的优势。天元化工本着“运用自主知识产权优势，以中温煤焦油轻质化为主导，不断延伸煤炭及煤焦油深加工的产业链条，开创中国能源煤化工行业的新纪元，回报社会，回报投资人，回报员工”的发展目标，由生产型、销售型企业全面转型为“技术驱动型企业”。下面我们就从超声波流量计的工作原理以及使用方法入手，对超声波流量计的使用与维护展开分析。

一、超声波流量计的工作原理

外夹式或者管段式超声波流量仪表是以“速度差法”为原理，测量圆管内液体流量的仪表。它采用了先进的多脉冲技术、信号数字化处理技术及纠错技术，使流量仪表更能适应工业现场的环境，计量更方便、经济、准确[1]。产品达到国内外先进水平，可广泛应用于石油、化工、冶金、电力、给排水等领域。超声波流量计的工作原理是时差法测量技术，流量计分为上游传感器与下游传感器两种，在测量流体的流速时，两个传感器同时进行工作，对于流体发出超声波脉冲，根据生活经验我们可知，上游的顺流传感器传播速度要快于下游传感器的逆流传播速度，但是路程是相同的，因此我们可以根据顺流速度与逆流速度的差进行计算，从而得出流体流速。具体流速计算公式为V= ，在此计算公式中θ表示角度，是发出的超声波脉冲与管内介质流体之间的夹角，M为超声波脉冲在管内介质流体直线传播次数，D为介质流体所在管道的直径，T1为向上传播时间，T2为逆向传播时间， 则是顺流时间T1与逆向T2之间的时间差[2]。

二、超声波流量计的使用方法

超声波流量计在使用有一定的规范，只有遵循一定的使用规范，在测量时，得到的数据才能够确保精准性。首先超声波流量仪上有参数设置，在使用前应该先对相关的参数进行设置，相关参数有测量流体的管道壁直径、厚度、摩擦系数等，将这些数据输入到流量计中，在计算时才能够降低误差。其次在流速的计算中，不同物体的测量是不同的，因此我们应该先明确管道内流体的性质，比如水、油、胶体等，然后在超声波流量计的设置页面进行选择。第三是需要对流量的最大值与最小值进行设定，确保在测量时有一个具体的测量范围，增加测量结果的精确性。此外在测量前，需要保证管内的液体属于同一种干净的物质，并且液体能够充满整个管内，测量的地点应该属于水平位置，确保测量的管道没有倾斜等现象。超声波流量计在使用时对磁场、电场、温度的有一定的承受范围，因此应该在规定的范围内进行测量[3]。

在超声波流量计使用前需要先进行安装，在流量计中最重要的设置是传感器，传感器的安装有三种安装方式，首先是标准安装方法（V法），相对于其他的安装方法，标准安装方式测量的数据更加精确，这种安装方法属于将上下两个传感器安装在同一侧，主要适用于长管道，管道内流体比较纯净的情况下测量。其次是W安装法，这种方法在安装时，与标准安装法相似，传感器安装在同一侧，不同的是声波脉冲需要经过三次折射才能传回，这种安装方式适用于所测量管道的直径较小的情况。第三是Z法，这种安装方式超声波脉冲直接经过液体，无反射等步骤，传出的信号相对会好一点，这种安装法适合用于测量的流体中粒子等杂质的情况下。

三、超声波流量计的使用问题与维护

（一）测量表指示不准问题的维护

超声波压力流量计在测量时虽然具有安全、便捷的特点，但是有些问题管道测量时，也会出现指示不准确的情况，这种情况产生的主要原因有两种，其一是测量的管道内部杂质过多，或者流体未充盈整个管道，致使声波脉冲在反射时，信号减弱，导致测量表出现指示不准的问题，这种情况就需要换一部分管道进行测量，或者在了解管道情况后，对误差参数进行设置等。另一种情况比如流量波动较大等可能是认为因素造成的，测量人员应该严格按照要求，仪器的使用标准进行测量，将误差降到最低。

（二）流量计的维护

流量计的维护主要是检查与养护表头是否正常，当管道液体静止，而且周围无强磁场干扰、无强烈震动的情况下，表头显示为零，此时，自动设置零点，消除零点漂移，运行时须做小信号切除，通常，流量小于满程流量的5%，自动切除。超声波流量计中的参数可以通过人工进行设置与调控，因此表头中的零点也可通过菜单进行调整。对于外贴换能器超声波流量计，安装以后进行外部检查，如果检测过程中并无水压损失，也无潜在漏水等情况，就能够说明该流量计基本无其他问题，因此在维护的过程中只需定期检查换能器、传感器等部件是否松动，与管道之间的粘合剂是否良好即可。对于插入式超声波流量计的维护，相对而言复杂一点，由于插入过程中会有灰或者液体等黏连，因此需要定期清理传感器探头上沉积的杂质、水垢等，并检测有无漏水现象。如果是一体式超声波流量计，要检查流量计于管道之间的连接是否良好，电子测量仪对温度、湿度等比较敏感，因此在维护时需要考虑现场温度和湿度对其他电子部件的影响等。定期维护可以有效的延长超声波流量计的使用年限，并且确保流量计能够长期稳定的运行[4]。

（三）定期维护标准

关于超声波流量计的维护需要安排专门的维护人员进行维护，这样才能确保流量计的保存等有一个良好的环境。从目前我国超声波流量仪的研发情况来看，该仪器属于进口仪器，具有价格昂贵的特点，只有做好维护工作，才能有效的延长使用年限，降低企业在日常经营过程中的成本。定期维护需要有专人对流量计的传感器、探头、信号接收情况等进行检查，保持储存环境的干净整洁，避免灰尘较多的情况发生。超声波流量计中有电池的安装，在闲置时，应该将电池充满电，定期检查电池电量情况，确保流量计能够处于正常使用的状态。最后超声波流量计的数据资料也应该保存好，数据资料有流量计的说明书、维护记录、维修记录、参数设定记录、测量记录等，这些数据信息在以后的工作中能够起到数据分析的作用，因此应该保存好。

四、总结

总而言之，超声波流量计属于高精度的测量仪器，定期进行维护，能够确保仪器使用的精准性，降低仪器损坏的概率。超声波流量计具有微电流的特性，因此在使用的过程中还需注意防止电磁场等干扰，确保测量结果的精确。天元化工生产过程中，使用超声波流量计，在发展新兴清洁替代能源高新技术探索与推广的实践中开辟一条新的途径，流量计的使用与维护，对国家能源战略具有重要意义。我们要始终本着精诚团结、持续创新、追求卓越、服务社会的精神开展工作。

【参考文献】

[1]王银锁， 梁引珠. 超声波流量计的使用与维护[J]. 工业仪表与自动化装置， 2017（6）：70-71.

[2]赵育. 超声波流量计在水库供水中的应用与维护[J]. 吉林水利， 2016（1）：43-44.

[3]于秀丽. 超声波流量计在工业生产中的安装维护及应用[J]. 广东化工， 2017， 44（20）.

[4]阮芬， 马树升， 白清俊，等. 超声波流量计的测流原理及其应用研究[J]. 山东农业大学学报（自然科学版）， 2006， 37（1）：99-104.