知识||超声流量计安装注意事项

1.1    换能器类型的选择

(1)传播时间法

本类仪表可采用换能器的类型较多，各厂家换能器结构不同，适用的流体条件(温度、压力等)、管道条件(材质、形状、管径、直管长度等)和安装条件等也不相同。此外还与声道的设置方法有关，而声道的设置方法又与测量精度和重复性等密切相关。气体用USF因固体和气体界面间超声波传播效率非常低，只能用直射式换能器。因此气体流量测量一般不采用外夹装式USF。

(2)多普勒法

本类仪表用的折射式换能器。目前国内产品大部分采用夹装式，但与传播时间法所用的夹装式换能的发射频率等技术性能不同，不能混用。然而两者适用管道条件是基本相同的。

1.2    安装布置方面的考虑

1)安装位置和流动方向 USF的流量传感部分(超声流量传感器或超声换能器)一般均可安装于水平、倾斜或垂直管道。垂直管道最好选择自下而上流动的场所，若为自上而下，则其下游应有足够的背压，例如有高于测量点的后续管道，以防止测量点出现非满管流。

2)单向流还是双向流 通常为单向流，但也可通过较复杂电子线路，设计成双向流动，此时流量测量点两侧直管段长度均应按上游直管段的要求布置。

3)管道条件 外夹装式USF管道内表面积沉积层会产生声波不良传输和偏离预期声道路径和长度，应予避免；外表面因易于处理较少影响。夹装式换能器和管道接触表面要涂上耦合剂。应注意粒状结构材料(例如铸铁、混凝土)的管道，很可能声波被分散，大部分声波传送不到流体而降低性能。换能器安装处管道衬里或锈蚀层与管壁之间不能有缝隙。用V法的反设处必须避开焊缝和接口(参见图11)。

4)上游流动扰动 与大部分其他流量仪表一样，USF敏感于流过仪表的流速分布剖面，因此也要求相当长度的上游直管段。前文已对直管段要求作了讨论。

5)防止声干扰 应注意由控制阀高压力降等所形成的声学干扰，特别在测量气体流量时尤为重要，设法避免之。例如Instromet公司的USF显示仪中有声干扰实时测量报警；测量管道中采用如图9所示弯管阻断声干扰的措施。

2.  流量传感器或换能器的安装

(1)流量传感器(即带测量管段的插入式换能器总成)的安装

1)安装本类流量传感器时管网必须停流，测量点管道必须截断后接入流量传感器。

2)连接流量传感器的管道内径必须与流量传感器相同，其差别应在±1％以内。

3) 流量传感器上的传感器尽可能在如图10所示与水平直径成45度的范围内，避免在垂直直径位置附近安装。否则在测量液体时换能器声波表面易受气体或颗粒影响，在测量气体时受液滴或颗粒影响。

4) 测量液体时安装位置必须充满液体。

5) 上下游应有必要的直管段。

(2)外夹装式换能器的安装。

上面2)、3)、4)、5)各项应同样注意外，还应注意以下各点。

1)剥净安装段内保温层和保护层，并把换能器按装处的壁面打磨干净。避免局部凹陷，凸出物修平，漆锈层磨净。

2)对于垂直设置的管道，若为单声道传播时间法仪表，换能器的安装位置应尽可能在上游弯管的弯轴平面内(见图11)，以获得弯管流场畸变后较接近的平均值。

3)换能器安装处和管壁反射处必须避开接口和焊缝，如图12以V法示例。

4)换能器安装处的管道衬里和垢层不能太厚。衬里、锈层与管壁间不能有间隙。对于锈蚀严重的管道 ，可用手锤震击管壁，以震掉壁上的锈层，保证声波正常传播。但必须注意防止击出凹坑。

5)换能器工作面与管壁之间保持有足够的耦合剂，不能有空气和固体颗粒，以保证耦合良好。

6)多普勒法夹装式换能器安装有对称安装和同侧安装两种方法，如图13所示。对称安装适用于中小管径(通常小于600mm)管道和含悬浮颗粒或气泡较少的液体；同侧安装适用于各种管径的管道和含悬浮颗粒或气泡较多的液体。

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