便携式双声道超声波流量计在线检查的常见问题

便携式双声道超声波流量计在线检测的常见问题



    目前，大多数企业因为流量计价格昂贵，很少有备用仪表，一般均为在线使用，一旦离线检定，就需要停水以致影响生产，给企业造成经济损失；还有一部分流量计直径大于300mm，在国内无法溯源。为顺应计量市场的需求，南京市计量监督检测院在2007年5月购入美国康创双声路便携式超声波流量计，规格型号为1011P，探头为C2/E2，准确度等级为0.5级。用于精密测量具有声导性的各种流量范围内的液体流体，例如水、酸、油、酒精等介质的流体。不仅具有适用于脱离子水到高度混气液体或高黏度液体，还具有容积/质量流量或HVAC热能的测量、批量累加控制、热能输送检测、泵和阀门运行状态监测及产品中混入固体、气体和水等功能的监测。与1010P配套的换能器可安装在直径从12mm到3m的管道(不锈钢、铸铁、塑料等材质)上。整套设备具有方便快捷、不需切割管道、低维护、无压损的安装特点。其主机外壳可在恶劣的工业环境下操作。
    采用双声道V法声速途径的测量方法，其特点是换能器发射声束至对壁发射面，再发射聚积到接收换能器，这样，从传统的声波线传播发展到面传播，增加了声速的扫描空间，如图1所示。
   

    图1

    由于工业现场特别是管路周围环境的多样性和复杂性，大大降低了超声波流量计的可靠性和稳定性，因此，如何根据特定的环境安装调试超声波流量计，就成了检测领域的一个重要课题。现场应用的实际测量准确度，常因工作疏忽、换能器安装距离及流通面积等测量的误差而造成准确度下降，而我单位的双声道便携式超声波流量计可以改善单声道测量平均流速的不确定影响量，降低了迎流流速分布影响的敏感度，减小了前后直管段长度的影响，消除了现场安装换能器位置的影响，使测量准确度大大提高。
    超声波流量计的安装应从几个方面来考虑:(1)详细了解现场情况；(2)确定安装方式；(3)选择安装管道；(4)计算安装距离，确定探头位置；(5)管道表面处理；(6)探头安装及接线。在检测过程中，应该注意到:
   
一、换能器位置的选择
    超声波流量计要求管道内液体必须为满管流。对安装时前、后直管段的要求为至少满足前10D后5D(D为管道直径)。若上、下游侧安装有弯头、渐扩管、渐缩管等阻流件，应将超声波流量计上、下游直管段延长到(25～50)D。许多企业在安装流量计时，并未考虑到其后续检测，未留足够长的直管段或安装在泵/阀门附近，导致阀门和焊缝产生的紊流，给流量计检测带来一定的麻烦。此时一般需要整改后检测，并尽量远离阀门和焊缝，否则因流场不稳定，会造成数据偏差或准确度变大。
    便携式超声波流量计在使用过程中应避开强电磁和声波信号的干扰。高压线下方、变频器旁、车辆密集的马路旁，都会对超声波流量计的测量准确度产生影响，仪表电源应避免引起电压波动，换能器与仪表之间的连线应用屏蔽线。
    管道的顶部易积聚气体，底部易沉淀杂物，气体、杂物和焊缝都会使超声波信号发生非正常的反射，从而影响超声波流量计的测量准确度，甚至造成超声波流量计无法正常工作，检测过程中要考虑这些因素的存在。
   
二、换能器的安装
    在安装前需要了解流量计安装管道的外径、材质(包括铸铁、不锈钢、PVC、铝等)、壁厚、衬里及衬里厚度等参数，根据主机的提示找到相应检测点。进行管道打磨(有保温层的预先需去除)，检测点必须磨光、平正，有一定半径弧度和换能器吻合，并涂上耦合剂进行啮合。
    根据超声波流量计的测量原理，换能器的安装是影响测量准确度的关键因素。当采用V法安装时，两个换能器的水平位置较易保证。当采用Z法安装时，应当用坐标纸包裹管道，再沿中线对折，然后将两个换能器的水平中心对准坐标纸两端进行安装，这样可以保证换能器发射的声波信号穿过管道轴线，减小对测量准确度的影响。
    但是，仍需注意的是，由于现场工艺条件变化较大，在线实流检定的每个流量点应在检定流量、压力、温度变化较小的范围内完成。由于受现场工艺条件的限制，很难完成流量计全量程范围检定。超声波流量计一般按口径范围配备多组探头，不同的探头适用不同的口径段，探头之间不能简单互换，因此检定时应注意口径范围。