外夹式超声波流量计的安装和注意事项分析

胡伟 王项杰 高坤

摘 要：外夹式超声波流量计是超声波流量计的一种，被广泛应用于大管径流量的测量工作中，属于一种理想的节能型流量计。本文从外夹式超声波流量计原理入手，对其安装使用的注意事项进行深入分析，并针对安装中存在的问题给予相应的解决办法，以此为企业在安装、使用外夹式超声波流量计提供有力的技术支持。

关键词：外夹式;超声波流量计;注意事项

前言：低压损、适用范围广、非接触测量等是外夹式超声波流量计的优点，经常被用来测量大管径、非导电性的流体流量。此外，外夹式超声波流量计与均速管流量计相比，具有较好的测量特性，但仍存在一些亟待解决的问题。因此，分析外夹式超声波流量计的安装和注意事项，对提升测量效果具有十分重要的现实意义。

1外夹式超声波流量计原理

外夹式与内嵌式是超声波流量计的两种形式，由于外夹式超声波流量计具有多组探头，并且携带方便，能够单独显示测量出的流量结果，应用服务范围也相对较广。外夹式超声波流量计原理为：首先，由换能器发射能够穿透管壁与介质的超声波;其次，由被接收换能器完成超声波的接收过程;最后，利用数字式多脉冲时差技术，测量超声波完成顺流与逆流路径耗费的时间。因此，外夹式超声波流量计分辨出的超声波时间差在100ps范围内，然后根据流体流速与传播时间之间的公式，计算出流体流速，进而得到关于管径的体积流量。在输入实际测量工况之后，可根据相关标准对测量结果进行修正处理，进而得到更加精准的流体流量，充分发挥出外夹式超声波流量计领密度高、适用性强、便捷性高等特点。

2安装使用的注意事项分析

2.1安装流程及注意事项

2.1.1安装位置的确定

为避免环境以及其他外界因素对外夹式超声波流量计测量结果造成较大影响，相关人员应始终按照规范流程安装外夹式超声波流量计的换能器与探头以及其他设备。在选择流量计安装位置时，首先，保证流量计探头在上游侧10D与下游侧50D以上，注意上游侧30D以内不应有影响管道内流体流动的因素，并要保证流量计安装在较为平整的位置上。其次，保证测量管道内无异物或气泡，并且外夹式超声波流量计应安装在与管道成45°角的范围内，最好选择在水平中心线处安装。最后，保证流量计安装位置周围无沥青、铁锈等物质，必要时可使用砂纸以及其他设备进行打磨，以此完成流量计安装面的处理工作。

2.1.2安装方式的选择

外夹式、管段式、插入式是超声波流量计安装的主要方式，其中外夹式超声波流量计，主要是将换能器安装在测量管道的外侧，并要紧贴管道。发生信号通道与接收信号通道是较为复杂的换能器安装方式，需要将相关设备穿过管道与流体介质，并且测量出的结果精度不高。因此，在选择换能器时，一方面，注意换能器的防护等级。共分为IP65防喷水型与IP68潜水型两类等级[1]。另一方面，注意换能器的安装位置选择。安装位置尽量远离管道的阀门、泵以及大功率设备，避免外界因素对测量结果造成较大影响。此外，流量计探头安装方式的选择也十分重要。首先，尽量选择光滑的位置安装探头，或是使用砂纸以及其他打磨工具，处理管道安装处的铁锈、沥青等，还可使用耦合剂对凹凸不平的位置进行处理。其次，使用专业的装置，对外夹式超声波流量计进行固定处理，避免影响流体流量测量的连续性。最后，当测量管段环境较为复杂且不易接触、观察，可使用便携式流量计，以此提升测量的稳定性与可靠性。

2.1.3安装步骤

安装步骤主要分为安装换能器与安装探头。在安装换能器时，需要输入外夹式超声波流量计进行全面分析用到的管道外径、壁厚、材质等参数，从而获得关于安装换能器的型号、方式与间距等。外夹式超声波流量计与其他流量计相比，当信号噪声比在10：1以下，就会因为较强的噪声干扰作用而影响超声波信号的传输，进而影响测量的准确性。因此，可使用气体耦合剂预先对安装换能器的管道及西宁处理，从而减少流体中气派的产生，降低噪声对外夹式超声波流量计测量过程的影响。在安装探头时，需要选择水平位置，并在水平管道或垂直管道的两侧，45°角以内安装测量计探头，然后对安装位置处的管道及合理的打磨处理。在计算出探头安装距离后，应注意在同一轴面上安装探头。同时，应注意探头安装位置处的防水处理，可使用硅胶封住测量计探头的四周，保障测量结果的准确性。

2.1.4安装注意事项

首先，外夹式超声波流量计安装间距，是在已知管材与流体的情况下，根据管道壁厚与直径算出来的，必须保证安装距离、流量、管道内径误差分别在±1.0%、±1.0%-±2.0%、±2.0%之间，使得测量与实际数值相符。其次，预先对外夹式超声波流量计加热30分钟，以此保证测量值的稳定性。再次，依据流量计与测量管道的尺寸，合理选择修正系数。最后，保证外夹式超声波流量计传出的超声波信号，上下游信号线长度相等，避免对测量造成影响。此外，外夹式超声波流量计的探头时保证超声波传输信号强度的关键。在实际安装时，需要提前找好下一次移动所要到达的测量位置，并平行移动两个探头到达最佳的测量安装点，并在确认安装距离与设定标准相符后，在安装外夹式超声波流量计其他部位的设备，以此保证外夹式超声波流量计的实测效果[2]。

2.2使用注意事項

外夹式超声波流量计的使用注意事项包括：第一，使用超声波流量计测量的管道流体方向为下到上时，能够充分发挥出外夹式超声波流量计的优势，而方向为由上到下时，便不适宜用外夹式超声波流量计。第二，尽量使用单声层方法在较为老旧的管道中安装外夹式超声波流量计，因为单声层方法能够保证测量结果维持在较高的精度范围内，并且纯属的超声波信号不易产生错误。第三，当测量管道介质为常温使，可使用国产的外夹式超声波流量计，当介质温度变化范围为120℃-200℃时，需选用进口外夹式超声波流量计，以此保障测量精准性与稳定性。第四，当流量计探头或换能器发生故障时，要观察管道是否发生偏移、管道内是否有影响测量的气体、测量计仪表是否存在异常的工作状态，并及时解决，以此提升外夹式超声波流量计的使用效率与质量。

结论：综上所述，外夹式超声波流量计能否精准的测量出大管径以及不易接近、观察的流体流量，与安装方式以及使用方式具有十分密切的联系。因此，为进一步提升外夹式超声波流量计测量的连续性、稳定性以及精准度，需要全面掌握流量计安装和注意事项，并依照正确的步骤进行安装，充分发挥出设备的特性，促使外夹式超声波流量计更好的为工业生产服务。

参考文献：

[1]张弦.外夹式超声波流量计的安装和注意事项[J].品牌与标准化，2019（05）：64-66.

[2]张汉周.超声波流量计的特点、安装及常见故障分析[J].科技创新与应用，2017（15）：299.

作者简介：

胡伟（1994.05--）;性别：男，籍贯：江苏淮安，学历：本科，毕业于南京师范大学;现有职称：初级工程师;研究方向：仪表检测.