超聲波流量計(jì)原理與應(yīng)用

1、超聲波流量計(jì)原理與應(yīng)用第1頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)16分，星期三1.基本原理 封閉管道用超聲波流量計(jì)按測(cè)量原理分類(lèi)有：傳播時(shí)間法；多普勒效應(yīng)法；波束偏移法；相關(guān)法；噪聲法。本章將討論用得最多的傳播時(shí)間法和多普勒效應(yīng)法的儀表。1.1傳播時(shí)間法 聲波在流體中傳播，順流方向聲波傳播速度會(huì)增大，逆流方向則減小，同一傳播距離就有不同的傳播時(shí)間。利用傳播速度之差與被測(cè)流體流速之關(guān)系求取流速，稱(chēng)之傳播時(shí)間法。按測(cè)量具體參數(shù)不同，分為時(shí)差法、相位差法和頻差法?，F(xiàn)以時(shí)差法闡明工作原理。第2頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)16分，星期三1.基本原理第3頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月

2、20日，10點(diǎn)16分，星期三1.基本原理1.1.1流速方程式如圖8-1所示，超聲波逆流從換能器1送到換能器2的傳播速度c被流體流速Vm所減慢，為： (1)反之，超聲波順流從換能器2傳送到換能器1的傳播速度則被流體流速加快，為： (2) 式（1）減式（2），并變換之，得 第4頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)16分，星期三1.基本原理 (3) 式中： L超聲波在換能器之間傳播路徑的長(zhǎng)度，m X傳播路徑的軸向分量，m; t12、t21從換能器1到換能器2和從換能器2到換能器1的傳播時(shí)間，s; c超聲波在靜止流體中的傳播速度，m/s; Vm流體通過(guò)換能器1、2之間聲道上平均流速，m/s。

3、時(shí)（間）差法與頻（率）差法和相差法間原理方程式的基本關(guān)系為(4)第5頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)16分，星期三1.基本原理(5)式中 f頻率差； 相位差； f21,f12超聲波在流體中的順流和逆流的傳播頻率； f超聲波的頻率。 從中可以看出，相位差法本質(zhì)上和時(shí)差法是相同的，而頻率與時(shí)間有時(shí)互為倒數(shù)關(guān)系，三種方法沒(méi)有本質(zhì)上的差別。目前相位差法已不采用，頻差法的儀表也不多。第6頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)16分，星期三1.基本原理1.1.2流量方程式 傳播時(shí)間法所測(cè)量和計(jì)算的流速是聲道上的線平均流速，而計(jì)算流量所需是流通橫截面的面平均流速，二者的數(shù)值是不同的，其差異

4、取決于流速分布狀況。因此，必須用一定的方法對(duì)流速分布進(jìn)行補(bǔ)償。此外，對(duì)于夾裝式換能器儀表，還必須對(duì)折射角受溫度變化進(jìn)行補(bǔ)償，才能精確的測(cè)得流量。體積流量qv為(6) 式中 K流速分布修正系數(shù)，即聲道上線平均流速Vm和面平均流速vm和平面平均流速v之比，K=vm/v；DN管道內(nèi)徑。第7頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)16分，星期三1.基本原理1.2多普勒（效應(yīng)）法 多普勒（效應(yīng)）法超聲波流量計(jì)是利用在靜止（固定）點(diǎn)檢測(cè)從移動(dòng)源發(fā)射聲波多產(chǎn)生多普勒頻移現(xiàn)象。1.2.1流速方程式第8頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)16分，星期三1.基本原理 如圖8-2所示，超聲換能器A向流體

5、發(fā)出頻率為fA的連續(xù)超聲波，經(jīng)照射域內(nèi)液體中散射體懸浮顆?；驓馀萆⑸洌⑸涞某暡óa(chǎn)生多普勒頻移fd，接收換能器B收到頻率為fB的超聲波，其值為(7) 式中 v散射體運(yùn)動(dòng)速度。 多普勒頻移fd正比于散射體流動(dòng)速度(8) 第9頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)16分，星期三1.基本原理 測(cè)量對(duì)象確定后，式（8）右邊除v外均為常量，移行后得(9)1.2.2流量方程式 多普勒法超聲波流量計(jì)的流量方程式形式上與式（6）相同，只是所測(cè)得的流速是各散射體的速度v（代替式中的vm），與載體液體管道平均流速數(shù)值并不一致；方程式中流速分布修正系數(shù)Kd以代替K0 Kd是散射體的“照射域”在管中心附近的系

6、數(shù)；其值不適用于在大管徑或含較多散射體達(dá)不到管中心附近就獲得散射波的系數(shù)。 第10頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)16分，星期三2 主要技術(shù)性能 2.1超聲波流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn) 超聲波流量計(jì)可作非接觸測(cè)量。夾裝式換能器超聲波流量計(jì)可無(wú)需停流截管安裝，只要在既設(shè)管道外部安裝換能器即可。這是超聲波流量計(jì)在工業(yè)用流量?jī)x表中具有的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，因此可作移動(dòng)性（即非定點(diǎn)固定安裝）測(cè)量，適用于管網(wǎng)流動(dòng)狀況評(píng)估測(cè)定。 超聲波流量計(jì)為無(wú)流動(dòng)阻撓測(cè)量，無(wú)額外壓力損失。 流量計(jì)的儀表系數(shù)是可從實(shí)際測(cè)量管道及聲道等幾何尺寸計(jì)算求得的，既可采用干法標(biāo)定，除帶測(cè)量管段式外一般不需作實(shí)流校驗(yàn)。超聲波流量計(jì)適用于大型圓形

7、管道和矩形管道，且原理上不受管徑限制，其造價(jià)基本上與管徑無(wú)關(guān)。對(duì)于大型管道不僅帶來(lái)方便，可認(rèn)為在無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)流校驗(yàn)的情況下是優(yōu)先考慮的選擇方案。 多普勒超聲波流量計(jì)可測(cè)量固相含量較多或含有氣泡的液體。超聲波流量計(jì)可測(cè)量非導(dǎo)電性液體，在無(wú)阻撓流量測(cè)量方面是對(duì)電磁流量計(jì)的一種補(bǔ)充。第11頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)16分，星期三2 主要技術(shù)性能 因易于實(shí)行與測(cè)試方法（如流速計(jì)的速度-面積法，示蹤法等）相結(jié)合，可解決一些特殊測(cè)量問(wèn)題，如速度分布嚴(yán)重畸變測(cè)量，非圓截面管道測(cè)量等。某些傳播時(shí)間法超聲波流量計(jì)附有測(cè)量聲波傳播時(shí)間的功能，即可測(cè)量液體聲速以判斷所測(cè)液體類(lèi)別。例如，油船泵送油品上

8、岸，可核查所測(cè)量的是油品還是倉(cāng)底水。2.2超聲波流量計(jì)的缺點(diǎn)和局限 傳播時(shí)間法超聲波流量計(jì)只能用于清潔液體和氣體，不能測(cè)量懸浮顆粒和氣泡超過(guò)某一范圍的液體；反之多普勒法超聲波流量計(jì)只能用于測(cè)量含有一定異相的液體。 外夾裝換能器的超聲波流量計(jì)不能用于襯里或結(jié)垢太厚的管道，以及不能用于襯里（或銹層）與內(nèi)管壁剝離（若夾層夾有氣體會(huì)嚴(yán)重衰減超聲信號(hào)）或銹蝕嚴(yán)重（改變超聲傳播路徑）的管道。 多普勒法超聲波流量計(jì)多數(shù)情況下測(cè)量精度不高。 國(guó)內(nèi)生產(chǎn)現(xiàn)有品種不能用于管徑小于DN25mm的管道 。第12頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)16分，星期三3超聲波流量計(jì)的分類(lèi)和結(jié)構(gòu) 3.1組成 超聲波流量計(jì)

9、主要由安裝在測(cè)量管道上的超聲換能器（或由換能器和測(cè)量管組成的超聲流量傳感器）和轉(zhuǎn)換器組成。轉(zhuǎn)換器在結(jié)構(gòu)上分為固定盤(pán)裝式和便攜式兩大類(lèi)。換能器和轉(zhuǎn)換器之間由專(zhuān)用信號(hào)傳輸電纜連接，在固定測(cè)量的場(chǎng)合需在適當(dāng)?shù)牡胤窖b接線盒。夾裝式換能器通常還需配用安裝夾具和耦合劑。圖8-3是系統(tǒng)組成示例，此例是測(cè)量液體用傳播時(shí)間法單聲道Z法夾裝式超聲波流量計(jì)。3.2 分類(lèi) 可以從不同角度對(duì)超聲流量測(cè)量方法和換能器（或傳感器）進(jìn)行分類(lèi)。3.2.1按測(cè)量原理分類(lèi) 閉管道用超聲波流量計(jì)按測(cè)量原理有5種，傳播時(shí)間法；多普勒效應(yīng)法；波束偏移法；相關(guān)法；噪聲法。，現(xiàn)在用得最多的是傳播時(shí)間法和多普勒法兩大類(lèi)。第13頁(yè)，共34頁(yè)，2

10、022年，5月20日，10點(diǎn)16分，星期三3超聲波流量計(jì)的分類(lèi)和結(jié)構(gòu)3.2.2按被測(cè)介質(zhì)分類(lèi) 有氣體用和液體用兩類(lèi)。傳播時(shí)間法超聲波流量計(jì)兩種介質(zhì)各自專(zhuān)用，因換能器工作頻率各異，通常氣體在100300kHz之間，液體在15MHz之間。氣體儀表不能用夾裝式換能器，因固體和氣體邊界間超聲波傳播效率較低。第14頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)16分，星期三3超聲波流量計(jì)的分類(lèi)和結(jié)構(gòu)3.2.3傳播時(shí)間法按聲道數(shù)分類(lèi) 按聲道數(shù)分類(lèi)常用的有單聲道、雙聲道、四聲道和八聲道四種。近年有出現(xiàn)三聲道、五聲道和六聲道。四聲道及以上的多聲道配置對(duì)提高測(cè)量精度起很大作用。各聲道按換能器分布位置（見(jiàn)圖8-4）

11、，又可分為以下幾種。1） 單聲道 有Z法（透過(guò)法）和V法（反射法）兩種。2） 雙聲道 有X法（2Z法、交差法）、2V法和平行法三種。3） 四聲道 有4Z法和平行法兩種。4） 八聲道 有平行法和兩平行四聲道交差法二種。 第15頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)16分，星期三3超聲波流量計(jì)的分類(lèi)和結(jié)構(gòu)第16頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)16分，星期三4 完好條件4.1零部件完整，符合技術(shù)要求。即： a.名牌應(yīng)清洗無(wú)誤； b.零部件應(yīng)完好齊全并規(guī)格化； c.緊固件不得松動(dòng)； d.可調(diào)件應(yīng)處于可調(diào)位置； e.所配保護(hù)保溫應(yīng)完好無(wú)損；4.2運(yùn)行正常符合作用要求，即： a.運(yùn)行時(shí)，

12、儀表應(yīng)達(dá)到規(guī)定的性能指標(biāo)； b.正常工況下，儀表示值應(yīng)在全量程的20%80%4.3設(shè)備及環(huán)境整齊、潔凈、符合工作要求，即： a.整機(jī)應(yīng)清潔、無(wú)銹蝕、漆層應(yīng)平整、光亮、無(wú)脫落； b.儀表線路應(yīng)敷設(shè)整齊，均要做固定安裝； c.線路標(biāo)號(hào)應(yīng)齊全、清晰、準(zhǔn)確。第17頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)16分，星期三5 選型 5.1 測(cè)量原理的選擇 選擇液體用超聲波流量計(jì)首先考慮測(cè)量原理是傳播時(shí)間法還是多普勒法？其主要判斷要素是：液體潔凈程度或雜質(zhì)含量，測(cè)量精度要求。基本適用條件如表8-1所示。條件傳播時(shí)間法多普勒法適用液體水類(lèi)(江河水，海水農(nóng)業(yè)用水等),油類(lèi)（純凈燃油，潤(rùn)滑油，食用油等），化學(xué)試

13、劑，藥液等含雜質(zhì)多的水(下水，污水，農(nóng)業(yè)用水等)，漿類(lèi)(泥漿，礦漿，紙漿化工料漿等)，油類(lèi)(非凈燃油，重油，原油等)適用懸浮顆粒含量體積含量50100mg/L儀表基本誤差帶測(cè)量管段式(0.5-1)%R(3-10)%FS固體粒子含量基本不變時(shí)(0.5-3)%濕式大口徑多聲道濕式小口徑單聲道1.5%R-3%R夾裝式(范圍度20：1)重復(fù)性誤差0.1%-0.3%1%信號(hào)傳輸電纜長(zhǎng)度100-300m,在能保證信號(hào)質(zhì)量的前提下,可以小于100m30m價(jià)格較高一般較低第18頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)16分，星期三5 選型 此外，對(duì)于外夾裝式儀表還要考慮管壁材料和厚度、銹蝕狀況、襯里材料和

14、厚度；對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)安裝換能器式儀表要考慮換能器類(lèi)型；對(duì)于大管徑傳播時(shí)間法儀表要考慮聲道數(shù)，等等。下文將分節(jié)討論。 5.2適用懸浮顆粒含量的范圍 多普勒法超聲波流量計(jì)要比傳播時(shí)間法適用懸浮顆粒含量上限高得多，而且可以測(cè)量連續(xù)混入氣泡的液體。但是根據(jù)測(cè)量原理，被測(cè)介質(zhì)中必須含有一定數(shù)量的散射體，否則儀表就不能正常工作。 傳播時(shí)間法超聲波流量計(jì)可以測(cè)量懸浮顆粒很少的液體，但不能測(cè)量含有影響超聲波傳播的連續(xù)混入氣泡或體積較大固體物的液體。在這種情況下應(yīng)用，應(yīng)在換能器的上游進(jìn)行消氣、沉淀或過(guò)濾。在懸浮顆粒含量過(guò)多或因管道條件致使超聲信號(hào)嚴(yán)重衰減而不能測(cè)量時(shí)，有時(shí)可以試降低換能器頻率，予以解決。第19頁(yè)，共3

15、4頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)16分，星期三5 選型5.3測(cè)量精確度5.3.1傳播時(shí)間法 傳播時(shí)間法比多普勒法有較高的測(cè)量精確度，液體基本誤差為0.5R至5FS，重復(fù)性為0.1R-0.3R；氣體基本誤差為0.5R到3FS，重復(fù)性為0.2R-0.4FS，高精度儀表均為多聲道儀表。中小口徑液體管段式超聲流量傳感器通常都用水做實(shí)驗(yàn)校驗(yàn)，具有0.5R的高精度。管外夾裝換能器或在現(xiàn)場(chǎng)管道固定安裝換能器的儀表，要通過(guò)定標(biāo)計(jì)算接入現(xiàn)場(chǎng)管道流通面積和傳播距離長(zhǎng)度測(cè)量誤差，夾裝在管道的不確定性，聲耦合變化等因素，要降低些。若安裝調(diào)試粗糙不細(xì)致，測(cè)量精確度有可能低到5，甚至更低。測(cè)量精確度還取決于聲道數(shù)設(shè)置

16、及其布置位置，下文將進(jìn)一步討論。第20頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)16分，星期三5 選型5.3.2多普勒法 典型儀表的基本誤差為（1-10）FS，重復(fù)性為（0.2-1）FS。工業(yè)用多普勒法超聲波流量計(jì)的超聲波頻率為0.5-2MHz。多普勒信號(hào)包含著不同散射體移動(dòng)速度的頻譜，檢測(cè)電路提供多普勒頻移若干平均測(cè)量值以求的速度。所測(cè)的散射體速度和流體平均流速之間的關(guān)系，隨著不同狀況而變化，有一定不確定性。 多普勒法超聲波流量計(jì)性能因受以下一些原因所形成的因素影響，整體性能要比傳播時(shí)間法低得多。例如：散粒體的性質(zhì)；非軸向速度分量形成的多普勒頻移增寬；被照射域位置的不確定性；散射體和基相液

17、體間的滑差。因此有些制造廠的技術(shù)數(shù)據(jù)僅列出儀表的重復(fù)性而不列測(cè)量精確度或基本誤差。 流體運(yùn)行流速不能過(guò)低，過(guò)低的流速會(huì)使離散體分布不均勻。若測(cè)量管水平安裝，氣體會(huì)浮升在頂部流動(dòng)，顆粒會(huì)沉淀于底部。最低流速通常為0.1-0.6。第21頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)16分，星期三5 選型5.4聲道設(shè)置和直管段要求 多普勒法超聲波流量計(jì)通常只有單套發(fā)送和接收換能器；便攜式外夾裝換能器傳播時(shí)間法超聲波流量計(jì)通常也只有單聲道，其他夾裝式則也有用雙聲道者，帶測(cè)量管段式有單聲道和雙聲道以上。5.4.1傳播時(shí)間法傳播時(shí)間法采用多少聲道的主要依據(jù)是測(cè)量精確度要求和安裝儀表管段流動(dòng)狀況（取決于上游阻

18、流件組成和直管段條件），以及管徑大小。例如BS7405推薦管徑大于0.5m用3或4聲道，達(dá)于3m則用8聲道。 單聲道從單一路徑的線平均流速乘上系數(shù)代表平均流速。單一路徑聲道的換能器設(shè)置通常是通過(guò)管道中心，即在橫截面投影圓的直徑上，其系數(shù)即如圖10.2所示。也右聲道設(shè)置在弦的位置上。流動(dòng)速度分布畸變和存在徑向速度分量（如渦流、二次流）則會(huì)改變?cè)撓禂?shù)值，弦位置的影響比直徑位置的影響小。多聲道測(cè)量多路徑線平均流速，更減少流動(dòng)畸變影響，提高測(cè)量精度。第22頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)16分，星期三5 選型 確定聲道數(shù)有的可按儀表樣本規(guī)范選擇（如管段式超聲波流量計(jì)，除單聲道外較多采用雙聲

19、道計(jì)量聲道以上），有的則向儀表制造場(chǎng)聯(lián)系磋商（如現(xiàn)場(chǎng)安裝式超聲波流量計(jì)，特別是大管徑應(yīng)用，通常為3-8聲道）。為了獲得流體沿管道中心平行對(duì)稱(chēng)地流動(dòng)，測(cè)量點(diǎn)上下游要有足夠的長(zhǎng)度直管段作有效整流。不能滿足時(shí)應(yīng)設(shè)置流動(dòng)調(diào)整器。 傳播時(shí)間法超聲波流量計(jì)直管段長(zhǎng)度要求尚未有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值，應(yīng)按制造廠提供的規(guī)定。表8-2例舉幾個(gè)不同來(lái)源提出的要求，可作為選型時(shí)的一般依據(jù)。表8-2 傳播時(shí)間法超聲波流量計(jì)直管段要求第23頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)16分，星期三5 選型上游管路阻流件種類(lèi)單聲道最短長(zhǎng)度例一(1)單聲道最短長(zhǎng)度例二(2)雙聲道最短長(zhǎng)度(3)上游下游上游下游上游下游同心

20、漸縮管105155無(wú)要求無(wú)要求同心漸擴(kuò)管3051個(gè)90度圓角彎管105205105T形管50102個(gè)90度圓角彎管2551052個(gè)90度直角彎管405105全開(kāi)閘閥205各類(lèi)閥(包括控制閥)3010505155泵50無(wú)要求第24頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)16分，星期三5 選型5.4.2多普勒法 對(duì)多普勒法超聲波流量計(jì)的直管段要求也沒(méi)有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定值。人們對(duì)多普勒法超聲波流量計(jì)直管段要求程度在看法上也迥然不同。一種看法認(rèn)為：從原理上講多普勒法僅測(cè)量“照射域”內(nèi)散射體的流速，其測(cè)量值受流速分布影響比傳播時(shí)間法大。為了盡量減少這種影響，除了采取其他一些方法外，還應(yīng)保證照

21、射測(cè)量域的上下游有足夠長(zhǎng)度的直管段，以得到較好的流動(dòng)狀態(tài)。例如日本電氣計(jì)測(cè)工業(yè)會(huì)認(rèn)為多普勒法超聲波流量計(jì)所需直管段長(zhǎng)度一般應(yīng)是傳播時(shí)間法的1.5倍。然而另一種看法是：多普勒法超聲波流量計(jì)本身測(cè)量精確度等性能較低，流速分布影響相對(duì)于總體測(cè)量精確度不重要，直管段要求反而降低。例如有儀表制造廠提出只要在測(cè)量點(diǎn)上下游保持大于3-5DN的直管段。第25頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)16分，星期三5 選型5.5換能器類(lèi)型的選擇5.5.1傳播時(shí)間法 本類(lèi)儀表可采用換能器的類(lèi)型較多，各廠家換能器結(jié)構(gòu)不同，適用的流體條件（溫度、壓力等）、管道條件（材質(zhì)、形狀、管徑、直管長(zhǎng)度等）和安裝條件等也不相同

22、。此外還與聲道的設(shè)置方法有關(guān)，而聲道的設(shè)置方法又與測(cè)量精度和重復(fù)性等密切相關(guān)。氣體用超聲波流量計(jì)因固體和氣體界面間超聲波傳播效率非常低，只能用直射式換能器。因此氣體流量測(cè)量一般不采用外夾裝式超聲波流量計(jì)。5.5.2多普勒法 本類(lèi)儀表用的折射式換能器。目前國(guó)內(nèi)產(chǎn)品大部分采用夾裝式，但與傳播時(shí)間法所用的夾裝式換能的發(fā)射頻率等技術(shù)性能不同，不能混用。然而兩者適用管道條件是基本相同的。第26頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)16分，星期三5 選型5.6安裝布置方面的考慮1） 安裝位置和流動(dòng)方向超聲波流量計(jì)的流量傳感部分（超聲流量傳感器或超聲換能器）一般均可安裝于水平、傾斜或垂直管道。垂直管道

23、最好選擇自下而上流動(dòng)的場(chǎng)所，若為自上而下，則其下游應(yīng)有足夠的背壓，例如有高于測(cè)量點(diǎn)的后續(xù)管道，以防止測(cè)量點(diǎn)出現(xiàn)非滿管流。2） 單向流還是雙向流 通常為單向流，但也可通過(guò)較復(fù)雜電子線路，設(shè)計(jì)成雙向流動(dòng)，此時(shí)流量測(cè)量點(diǎn)兩側(cè)直管段長(zhǎng)度均應(yīng)按上游直管段的要求布置。3） 管道條件 外夾裝式超聲波流量計(jì)管道內(nèi)表面積沉積層會(huì)產(chǎn)生聲波不良傳輸和偏離預(yù)期聲道路徑和長(zhǎng)度，應(yīng)予避免；外表面因易于處理較少影響。夾裝式換能器和管道接觸表面要涂上耦合劑。應(yīng)注意粒狀結(jié)構(gòu)材料（例如鑄鐵、混凝土）的管道，很可能聲波被分散，大部分聲波傳送不到流體而降低性能。換能器安裝處管道襯里或銹蝕層與管壁之間不能有縫隙。用V法的反設(shè)處必須避開(kāi)

24、焊縫和接口（參見(jiàn)圖8-5）。4） 上游流動(dòng)擾動(dòng) 與大部分其他流量?jī)x表一樣，超聲波流量計(jì)敏感于流過(guò)儀表的流速分布剖面，因此也要求相當(dāng)長(zhǎng)度的上游直管段。前文已對(duì)直管段要求作了討論。第27頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)16分，星期三5 選型5） 防止聲干擾 應(yīng)注意由控制閥高壓力降等所形成的聲學(xué)干擾，特別在測(cè)量氣體流量時(shí)尤為重要，設(shè)法避免之。例如Instromet公司的超聲波流量計(jì)顯示儀中有聲干擾實(shí)時(shí)測(cè)量報(bào)警；測(cè)量管道中采用如圖9所示彎管阻斷聲干擾的措施。第28頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)16分，星期三5 選型5.7經(jīng)濟(jì)因素方面的考慮 小口徑超聲波流量計(jì)與其他流量?jī)x表相比

25、價(jià)格較貴，然而非管段式超聲波流量計(jì)價(jià)格并不明顯增加。所以用于大口徑、超大口徑儀表有明顯價(jià)格優(yōu)勢(shì)。多聲道儀表有較復(fù)雜電子計(jì)算部件，價(jià)格要高些，因此在要求高精度的中小管徑上應(yīng)用受到一些限制。然而上有擾動(dòng)大而直管段布置受限制的場(chǎng)所，多聲道系統(tǒng)可能是僅有的合理解決方案。 外夾裝式便攜式超聲波流量計(jì)的機(jī)動(dòng)性和可以多處使用，儀表購(gòu)置費(fèi)可分?jǐn)偨o各測(cè)量點(diǎn)，從而降低測(cè)量成本。 超聲波流量計(jì)的流量校驗(yàn)費(fèi)用，外夾裝式儀表通常不作實(shí)流校驗(yàn)，僅作靜態(tài)調(diào)試，液體用儀表可充實(shí)液調(diào)試；管段式儀表為提高儀表精度，均作實(shí)流校驗(yàn)。因?yàn)檫@些校驗(yàn)或調(diào)試在出廠前進(jìn)行，一般包括在價(jià)格內(nèi)。 大管徑儀表為了提高測(cè)量精確度或用戶需要在現(xiàn)場(chǎng)考核其

26、精確度，或者測(cè)量位置流場(chǎng)畸變嚴(yán)重必須作實(shí)流標(biāo)定，在測(cè)量原位用速度面積法等方法在線校驗(yàn)，則應(yīng)考慮其校驗(yàn)費(fèi)用。第29頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)16分，星期三6 安裝6.1詳細(xì)了解現(xiàn)場(chǎng)情況超聲波流量計(jì)在安裝之前應(yīng)了解現(xiàn)場(chǎng)情況，包括：1安裝傳感器處距主機(jī)距離為多少；2管道材質(zhì)、管壁厚度及管徑；3管道年限；4流體類(lèi)型、是否含有雜質(zhì)、氣泡以及是否滿管；5流體溫度；6安裝現(xiàn)場(chǎng)是否有干擾源（如變頻、強(qiáng)磁場(chǎng)等）；7主機(jī)安放處四季溫度；8使用的電源電壓是否穩(wěn)定；9是否需要遠(yuǎn)傳信號(hào)及種類(lèi)； 根據(jù)以上提供的現(xiàn)場(chǎng)情況，廠家可針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行配置，必要情況下也可特制機(jī)型。第30頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)16分，星期三6 安裝6.2選擇安裝位置 選擇安裝管段對(duì)測(cè)試精度影響很大，所選管段應(yīng)避開(kāi)干擾和渦流這兩種對(duì)測(cè)量精度影響較大的情況，一般選擇管段應(yīng)滿足下列條件：1、避免在水泵、大功率電臺(tái)、變頻，即有強(qiáng)磁場(chǎng)和震動(dòng)干擾處安裝機(jī)器；2、選擇管材應(yīng)均勻致密，易于超聲波傳輸?shù)墓芏危?、要有足夠長(zhǎng)的直管段，安裝點(diǎn)上游直管段必須要大于10D（注：D=直徑），下游要大于5D；4、安裝點(diǎn)上游距水泵應(yīng)有30D距離；5、流體應(yīng)充滿管道；6、管道周?chē)凶銐虻目臻g便于現(xiàn)場(chǎng)人員操作，地下管道需做測(cè)試井，測(cè)試井如下：第31頁(yè)，共34頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)16分，星期三6 安裝6.3確定