摘　要(yao)：許多 液體流量(liàng)計 無法離線送(song)檢，部分可以采(cai)用超聲流量計(ji) 在線比對的方(fang)式對流量計的(de)工作狀态進行(háng)确認。對比對有(yǒu)影🍓響的因素有(yǒu)聲速、管道内流(liu)體的軸向平均(jun)流速、聲道長度(dù)、管道外周長和(hé)管道壁厚等。分(fèn)析對比對有影(ying)🈚響的因素，并提(tí)出相應的處理(lǐ)方法。
1引言
　　超聲(shēng)流量計比對法(fa)是目前使用最(zui)多的一種液體(ti)流量儀表在線(xiàn)使用中檢驗的(de)方法，超聲流量(liang)計按檢測原理(li)♌可分爲多種，主(zhu)要有時差法、多(duo)普勒法和聲束(shù)偏移法，其中在(zai)線使用中♻️檢驗(yàn)采用最多的是(shi)基于時差㊙️法的(de)外夾式超聲流(liú)🔞量計。
2時差法超(chao)聲流量計
　　時差(cha)法超聲流量計(ji)利用流速不同(tóng)會使超聲波在(zài)流體🆚中傳播的(de)速度發生變化(hua)，通過分析計算(suàn)改變的超聲波(bo)🈲信号，可以檢測(cè)到流體的流速(su)，進而可以得到(dao)流量值。通常認(ren)爲聲波在流體(ti)中的實際傳播(bō)🈚速度是由介質(zhì)靜止狀态下聲(sheng)🏃‍♀️波的傳播速度(dù)（cf）和流體軸向平(píng)均流速（vm）在聲波(bō)傳播方向上的(de)分量組成👄。如圖(tu)1所示，順流和逆(nì)流傳播時間與(yu)各量之間的關(guān)系是：

式中：
tup爲超(chao)聲波在流體中(zhong)逆流傳播的時(shi)間；
tdown爲超聲波在(zai)流體中順流傳(chuán)播的時間；
L爲聲(sheng)道長度；
cf爲聲波(bō)在流體中傳播(bō)的速度；
vm爲流體(tǐ)的軸向平均流(liu)速；
φ爲聲道角。
利(li)用式
（1）的兩個公(gong)式得出流體流(liú)速的表達式：

利(li)用公式得出流(liú)體軸向平均流(liu)速後，可以通過(guo)下式🏃🏻‍♂️得出管道(dao)内的流量：

式中(zhong)：
A爲管道内截面(miàn)積，m2。
ID爲管道内直(zhí)徑，m。
lˉ爲管道外周(zhōu)長，m；
dˉ爲管道壁厚(hòu)，m。
　　通過數學模型(xing)，可看出影響超(chao)聲流量計測量(liang)結果的因素包(bāo)括聲速、管道内(nèi)流體的軸向平(ping)均流速、聲道長(zhǎng)度、管🧡道外周長(zhǎng)和管道壁厚。
3影(yǐng)響因素
　　下面從(cong)這幾個方面讨(tǎo)論具體應用時(shí)需要注意的🎯問(wen)題。
3.1聲速
　　超聲流(liu)量計内置多種(zhong)流體可以選擇(ze)，勾選流體類型(xíng)和流體溫⛷️度後(hou)，超聲流量計自(zì)動顯示相應在(zài)該流體🍉内的聲(shēng)速。如果超聲流(liu)量計内沒有測(ce)量介質☂️的選項(xiàng)，需要手動輸入(ru)聲速。
　　外夾式超(chao)聲流量計的傳(chuan)感器安裝在管(guan)道外側，所以還(hai)須📞考慮管道對(dui)聲速的影響。需(xū)要正确地輸入(rù)管道的材質、是(shi)否有内襯及内(nei)襯的材質、管道(dào)及内襯的厚度(du)，對于碳鋼等管(guan)材，還🍉需要考慮(lü)管道内側鏽蝕(shí)的因素，管道内(nèi)壁鏽蝕産生氣(qì)泡或鏽蝕與管(guan)🌈道形成間隙⛷️，會(hui)對聲速測量形(xíng)成較大🚶影響。對(duì)于使用時間較(jiao)長，懷疑内部鏽(xiu)蝕的🍉管道，選定(ding)測量位置後可(kě)以用榔頭輕輕(qīng)敲擊，可以使管(guǎn)道内表面的鏽(xiù)蝕脫落，吸附在(zai)管壁的氣泡也(ye)會被流👨‍❤️‍👨體沖走(zou)，減少對聲速測(cè)量的影響。
3.2管道(dao)内流體的軸向(xiang)平均流速
　　超聲(shēng)流量計的原理(li)是測量管道内(nei)軸向平均流速(sù)☀️，從而推導出📱管(guan)道内的流量，保(bǎo)證軸向平均流(liú)速測量準确可(ke)靠就顯得格外(wai)重要。
　　超聲流量(liàng)計測量處的流(liu)體應該是充分(fen)發展的紊流。要(yào)保證管道是滿(mǎn)管流動，選擇超(chāo)聲流量計安裝(zhuāng)位置時水🧑🏾‍🤝‍🧑🏼平走(zǒu)向的管道不要(yào)選擇在最高點(dian)的位置。如果超(chao)聲流量計安裝(zhuang)位置的管道不(bu)是水平走向，則(zé)要選🚶擇流體從(cóng)下往上的管道(dao)，保證🐕管道滿管(guan)🔞、無氣泡。
　　超聲流(liu)量計的流量測(cè)量建立在理想(xiang)的速度分布基(jī)礎✨上，如果管道(dao)内的流速分布(bu)混亂，則無法得(dé)到理想的測量(liang)結果。在🔴選擇超(chao)聲流量計的安(an)裝位置🙇🏻時，應避(bi)🔴免選擇靠近閥(fá)門下遊（尤其不(bú)全開的閥門）、靠(kao)近水泵處、變徑(jing)下遊、彎頭下遊(you)。保證超聲流量(liàng)計🌈的上下遊有(you)足夠的直管段(duan)，使得流體😍速度(du)分布達🙇‍♀️到比較(jiào)理想的🏒狀态，才(cai)能保證測量得(de)到的平均流速(su)能真實🌈反映管(guǎn)道内流🚩體的流(liú)速。
3.3聲道長度
　　管(guǎn)道已知、超聲流(liú)量計的傳感器(qì)選定的情況下(xia)，聲道長度僅和(he)傳感器的安裝(zhuāng)方式有關。超聲(sheng)流量計傳感器(qi)的安裝方式主(zhǔ)要⭐有Z法安裝、V法(fǎ)安裝和W法安裝(zhuāng)。
　　V法安裝使用的(de)最爲普遍，Z法安(an)裝主要用于DN10以(yǐ)下小管道（配🍉合(he)專📧用夾具）和DN500以(yǐ)上的大口徑管(guan)道；V法安裝時兩(liǎng)個傳感器在管(guǎn)㊙️道同☁️一側，兩個(ge)傳感器保證在(zài)與管道🥰軸線平(ping)行的同一直線(xiàn)上相對容易；V法(fa)安裝🏃‍♂️時兩個傳(chuan)感器分布在管(guan)道的兩側，同時(shi)👣傳感器與管道(dao)貼合點🈲應在包(bao)含管道軸線的(de)同一平面上，安(an)裝時需要根據(jù)現場管道的走(zou)向選取傳感器(qi)的安裝位置。
3.4管(guan)道外周長（或外(wài)直徑）
　　選定超聲(sheng)流量計傳感器(qi)安裝位置後，需(xu)要對選定♉管段(duàn)⭐表面處理後測(cè)量管道外周長(zhǎng)（或外直徑）。小口(kou)徑的管道可以(yǐ)⛷️測量外周長或(huò)者用遊标卡尺(chi)直接外管徑，大(dà)口徑的管道隻(zhī)能測量外周長(zhang)。用卷尺在安裝(zhuang)傳感器位置測(cè)☁️量幾次，選擇最(zuì)小的🔞值作爲外(wài)周長。也可以用(yòng)彈性小的細線(xian)繞管道，在同一(yī)位置調整細線(xiàn)幾次，得到最短(duan)長度，再用卷尺(chi)測量這一長度(dù)。
3.5管道壁厚
　　選定(dìng)傳感器安裝位(wei)置後，需要對管(guǎn)道表面處理，去(qu)除🔅油污、表👌面油(yóu)漆等，并打磨光(guang)滑，在換能器安(an)裝位置均㊙️布幾(jǐ)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼個點，使用測厚(hou)😍儀測量管道壁(bì)厚，并取其平均(jun1)值作爲管道壁(bì)厚。對無法測量(liàng)的參數，如管道(dao)材質、襯裏材料(liào)、厚度等，根據現(xiàn)場技術資料查(chá)明并❄️确認。
除上(shàng)述因素，具體使(shi)用中還應注意(yì)以下方面：
（1）在線(xiàn)比對用超聲流(liú)量計應有有效(xiao)的溯源證書，其(qí)基本誤差♊應不(bú)低于±0.5%；
（2）在線比對(dui)用到的其他輔(fu)助設備，如卷尺(chi)、測厚儀、秒表⛹🏻‍♀️等(deng)☂️計量器📞具均應(yīng)具有有效的檢(jiǎn)定證書或校準(zhǔn)證書👉；
（3）超聲流量(liàng)計傳感器量值(zhi)溯源是的管道(dao)口徑應盡可能(néng)和現場使用的(de)管道口徑一緻(zhi)，如果口徑比值(zhi)超過2倍或小于(yú)1/2，還應增加1個0.5%的(de)附加誤差。

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