摘要：本文對超聲波流量計" title="超聲波流量計">超聲波流量計在實際應用上的各種技術問題進行總結和探討，以提高全廠的計量平衡率，顯得尤為重要。

一、 引言：

　　在我廠的計量儀表應用方面，從1994年開始逐漸使用超聲波流量計。由于超聲波流量計在現場使用的明顯優點，尤其對較粗管線（Dg80以上）而言，安裝方便，整體投入費用小，因此廣泛的使用在我廠的水、進出裝置物料計量上。因此，對超聲波流量計應用上的各種技術問題進行總結和探討，以提高全廠的計量水平，顯得尤為重要。

二、 超聲波流量計的工作原理：

　　超聲波在流體中的傳播速度，順流方向和逆流方向是不一樣的，其傳播的時間差和流體的流速成正比，所以只要測量出超聲波在兩個方向上傳播的時間差，就可以知道流體的流速，再乘上管道的橫截面積，就可以得到單位時間內流體的體積流量。

三、 影響超聲波流量計準確度的技術因素：

　　按照測量原理劃分，超聲波流量計測量流量的方法使用最多的是傳播速度差法和多普勒頻移法，其中傳播速度差法又可以分為時間差法、相位差法和聲循環頻率差法。在我廠使用的超聲波流量計中，基本上采用的都是時間差法。因此，以下主要就影響時間差法超聲波流量計的方面進行探討。

1、 安裝直管段" title="直管段">直管段的長度：

　　在安裝時，除了要選擇流體流場分布均勻的部分，還要保證足夠的直管段要求，以便使流體形成穩定的速度分布。一般要求前直管段為10DN，后直管段為 5DN。另外，要盡量遠離泵和閥門，泵應該距離測量管段上游50DN，流量調節閥應該距離測量管段上游30DN，如果直管段長度達不到要求，測量準確度將會下降。

2、 工藝管道參數：

　　在舊管線上安裝使用超聲波流量計時，一定要準確的得到工藝管道的參數，如管道的外徑、壁厚、材質、襯里等。對于比較臟污的管線，還要把結垢考慮為襯里，以求得較準確的測量結果。

3、 安裝方式和位置：

　　由于管道中的氣泡和雜質會反射或者衰減超聲波信號，給測量帶來很大的誤差，所以在安裝時一定要選擇正確的安裝方式。換能器" title="換能器">換能器探頭安裝在傾斜和水平管道上時，一般應該水平安裝，這樣就可以使氣泡聚集在管道的上方,而大的雜質則沿著管道的底部流動.應該盡可能使換能器探頭處于和水平面成45°角的范圍內。另外,安裝的部位要有一定的背壓，從而保證管道內充滿流體，沒有氣泡或者氣泡較少。

4、 其他因素：

（1）安裝換能器探頭部位的去漆、除銹及砂平；
（2）選擇管道材質均勻密致，易于超聲波傳輸的直管段；
（3）選擇合適的耦合劑；
（4）選擇合適的流體類型；
（5）精確換能器探頭的安裝距離；
（6）選擇配套的探頭類型；
（7）保證換能器探頭部位的溫度在可工作的范圍內。

四、 使用中的維護和檢修：

　　在實際的使用中，由于現場安裝換能器探頭部位的管線震動、溫度變化、管道內結垢情況的變化，以及超聲波流量計電路工作點的漂移等因素，可能造成測量不準確，因此，需要定期的對使用中的超聲波流量計進行檢查和維護。常規的工作如下：

（1） 信號強度" title="信號強度">信號強度和信號良度的檢查：

　　信號強度（Signal Strength）用以表示上下游探頭的信號強度；信號良度（Signal Goodness）用以表示上下兩個傳輸方向上的信號峰值，用以輔助判斷接受信號的優良程度。這兩個信號如果檢查變壞的話，就需要檢查探頭的安裝是否已經松動或者耦合劑失效，一般就需要重新安裝探頭，以保證這兩個信號的數值在合適的范圍內。

（2） 傳輸時間和傳輸時差的檢查：

　　傳輸時間（Total Time）用以表示超聲波平均的傳輸時間；傳輸時差（Delta Time）用以表示上下游傳輸時間差。這兩個信號是超聲波流量計計算流速的主要依據，特別是傳輸時差最能反映流量計是否工作穩定。如果這兩個信號不穩定的話，應檢查安裝點是否合適，設置數據是否正確。

（3） 電流環" title="電流環">電流環模擬輸出" title="模擬輸出">模擬輸出的檢查：

　　因為在我廠的實際使用中，都是將超聲波流量計作為變送器，DCS接收超聲波流量計的信號，然后再進行累計計量統計的。因此，超聲波流量計的電流環模擬輸出的準確性就需要保證。在實際的工作中，可以以一年為檢修段，對電流環模擬輸出進行校驗和修正，以保證DCS的準確累計計量。

（4） 定期標定和校正：

　　經過一段時間的運行后，需要對超聲波流量計進行實際的流量標定，以確保測量的準確性。在實際的工作中，可以用一臺便攜式超聲波流量計與被標定的超聲波流量計進行比對，從而確定實際的流量大小。

（5） 管道的清潔和除垢：

　　換能器探頭部位管道內的結垢比較嚴重的話，就要考慮進行管道內部的清潔和除垢，以確保超聲波信號的傳輸不受影響。實際工作中，可以以檢修段為限，進行管道內的清潔，或者敲打管道壁，以震落結垢層。

（6） 使用地方不好的分析：

1． 現場安裝探頭場所管線震動過大，造成信號減弱
2． 現場安裝探頭場所有強電磁干擾
3． 對酸堿溶液測量不準
4． 工藝管線DN的測量不準
5． 對介質密度不穩定的測量不準
6． 對氣、液兩相介質無法測量

五、 總結：

超聲波流量計作為一種新型的計量儀表，只要在安裝、使用和維護方面注意一些基本的技術問題，可以達到準確測量和計量的目的，從而為提高全廠范圍的計量提供科學和準確的依據。