超声波流量计的性能和使用

    摘要：文章讨论了利用超声波流量计测量液体流量的有关问题，重点阐明了超声波流量计的测量原理、安装、使用和校验，并结合葛兰素威康（苏州）制药有限公司具体情况介绍SERIES TFX系列超声波流量计的使用。

    关键词：超声波流量计:原理；安装；使用；检验

    1.问题的提出

    我公司拥有较多流量计量器具，在公用系统工艺中对流体流量、流速等重要参数进行测量控制。具有一套能够准确反映流体实际使用情况的测量装置是十分必要的。因此，为了提高计量水平，保证计量器具能够准确显示，经过对各系统的仔细分析研究，结合我公司实际情况，我们由采用转子流量计测量，逐渐转为使用超声波流量计测量。系统运行3年来，大幅度提高了计量工作准确性，并且安装、使用方便，从而获得了明显的经济效益。

    2.原理介绍

    目前通常采用两种类型的超声波流量计，一种为多普勒超声波流量计，另一类为时差式超声波流量计。多普勒型是利用相位差法测量流速，即某一已知频率的声波在流体中运动，由于液体本身有一运动速度，导致超声波在两接收器（或发射器）之间的频率或相位发生相对变化，通过测量这一相对变化就可获得液体速度；时差型是利用时间差法测量流速，即某一速度的声波由于流体流动而使得其在两接收器（或发射器）之间传播时间发生变化，通过测量这一相对变化就可获得流体流速。目前采用了时差式超声波流量计。

    3.安装方法介绍

    目前通常采用三种安装方式:W型，V型，Z型。根据不同的管径和流体特性来选择安装方式，通常W型适用于小管径(25～75mm)，V型适用于中管径(25～250mm)，Z型适用于大管径(250mm以上)，总之，为了提高测量的准确性和灵敏度，选择合适的安装方式，使得测量信号(即差值)与二次仪表相匹配。目前我用了Z型安装。
    为了保证仪表的测量准确度，应选择满足一定条件的场所定位:通常选择上游10D、下游5D以上直管段；上游30D内不能装泵、阀等扰动设备。
    针对我公司Z型安装，浅谈超声波流量计探头的安装方法，具体采用"坐标法安装"，即先将管道外表面处理干净，涂上专用偶合剂，首先固定其中一个探头的位置，用纸带绕管道一周，量出周长作好对折标记，在周长1/2处确定另一探头轨道的位置，同样该轨道应与管道轴心平行，再根据仪表显示的安装距离，确定两探头在轨道上的相对距离，保证超声波有足够的信号强度，通常使得面板上显示的信号强度大于2%，待读数显示稳定，说明安装调试结束，仪表可正常工作。

    4.流量计的使用

    (1)零流量的检查
    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，消除零点飘移，运行时须做小信号切除，通常可流量小于满程流量的5%，自动切除。同时零点也可通过菜单进行调整。
    (2)仪表面板键盘操作
    启动仪表运行前，首先要对参数进行有效设置，例如，使用单位制、安装方式、管道直径、管道壁厚、管道材料、管道粗糙度、流体类型、两探头间距、流速单位、最小速度、最大速度等。只有所有参数输入正确，仪表方可正确显示实际流量值。
    (3)流量计的定期校验
    为了保证流量计的准确度，我们进行定期的校验，通常我们采用更高精度的便携式流量计进行直接对比，利用所测数据进行计算:误差=(测量值-标准值)/标准值，利用计算的相对误差，修正系数，使得测量误差满足±2%的误差，即可满足计量要求。该操作简单方便，可有效提高计量的准确度。

    5.结束语

    流量是企业能源消耗的指标，是企业生产过程中受探重要参数之一，流量仪表得到越来越多的应用，随着科学技术的飞速发展，人们对高精度、高可靠性、高智能化仪表备受欢迎。我公司选用的SERIES TFX超声波流量计真正体现安装方便，测量可靠，易于操作的特点。