摘　要：許多(duō) 液體流量計 無法(fǎ)離線送檢，部分可(ke)以采用超聲流量(liàng)計 在線比對的方(fāng)式對流量計的工(gōng)作狀态進行确認(rèn)。對💁比對有影響的(de)因素有聲速、管道(dào)内流體的軸向平(ping)均流速☔、聲道長度(du)、管道外周長和管(guǎn)道壁厚等。分析對(dui)比對有影響的因(yin)素，并提出相應💜的(de)處理方法。
1引言
　　超(chāo)聲流量計比對法(fǎ)是目前使用最多(duo)的一種液體流量(liàng)💁儀表🐪在線使用中(zhong)檢驗的方法，超聲(shēng)流量計按檢測㊙️原(yuán)理可分爲多種，主(zhu)要有時差法、多普(pu)勒法和聲束偏移(yí)法，其中在線使用(yòng)中檢驗采用最多(duō)的是基于時差法(fa)的外夾式超聲流(liú)量計。
2時差法超聲(shēng)流量計
　　時差法超(chao)聲流量計利用流(liú)速不同會使超聲(sheng)波在流🍓體🔞中傳播(bo)🐆的速度發生變化(hua)，通過分析計算改(gǎi)變的超聲波信号(hao)，可以檢測到流體(tǐ)的流速，進而可以(yi)❄️得到流量值。通常(chang)認爲聲波在流體(tǐ)中的實際傳播速(sù)度是由介質靜止(zhi)狀态下聲波的傳(chuán)播速度（cf）和流體軸(zhou)向平均🐪流速（vm）在聲(sheng)波傳播方向上的(de)分量組成❄️。如圖1所(suo)示，順流和逆流傳(chuán)播時間與各量之(zhī)間的關系是：

式中(zhong)：
tup爲超聲波在流體(ti)中逆流傳播的時(shi)間；
tdown爲超聲波在流(liu)體中順流傳播的(de)時間；
L爲聲道長度(du)；
cf爲聲波在流體中(zhong)傳播的速度；
vm爲流(liú)體的軸向平均流(liú)速；
φ爲聲道角。
利用(yòng)式
（1）的兩個公式得(dé)出流體流速的表(biao)達式：

利用公式得(dé)出流體軸向平均(jun1)流速後，可以通過(guo)下式得出💋管道内(nei)的流量：

式中：
A爲管(guǎn)道内截面積，m2。
ID爲管(guan)道内直徑，m。
lˉ爲管道(dao)外周長，m；
dˉ爲管道壁(bì)厚，m。
　　通過數學模型(xing)，可看出影響超聲(sheng)流量計測量結果(guo)的🐇因素包❓括聲速(sù)、管道内流體的軸(zhou)向平均流速、聲道(dao)長度、管道外周長(zhang)和管道壁厚。
3影響(xiang)因素
　　下面從這幾(ji)個方面讨論具體(ti)應用時需要注意(yi)的🌏問題🤩。
3.1聲速
　　超聲(sheng)流量計内置多種(zhong)流體可以選擇，勾(gou)選流體類型🌏和流(liu)體溫度後，超聲流(liu)量計自動顯示相(xiàng)應在該流體内的(de)聲速。如果💛超聲流(liu)量計内沒有測量(liang)介質的選項🌂，需要(yao)手動輸入聲速。
　　外(wài)夾式超聲流量計(ji)的傳感器安裝在(zài)管道外側，所以🏃還(hái)須🈚考慮管道對聲(sheng)速的影響。需要正(zheng)确地輸入⁉️管道的(de)材質、是否有内襯(chèn)🆚及内襯的材質、管(guǎn)道及内🚶‍♀️襯的厚🙇‍♀️度(du)，對于碳鋼等管材(cái)，還需要考慮管道(dào)内側鏽蝕的因✔️素(su)，管道内壁鏽蝕産(chan)生氣泡或鏽蝕與(yu)管道形成間隙，會(huì)對聲速測量形成(cheng)較大影響。對于使(shi)㊙️用時間較長✨，懷⭕疑(yi)内部鏽蝕的管道(dao)，選定測量🈲位置後(hou)可以用榔頭輕輕(qing)敲擊♈，可以使管道(dao)内表面的鏽☂️蝕脫(tuo)落，吸附在管壁⛹🏻‍♀️的(de)氣泡也會被流體(tǐ)沖走，減少對聲速(su)測⚽量的影響。
3.2管道(dao)内流體的軸向平(píng)均流速
　　超聲流量(liàng)計的原理是測量(liàng)管道内軸向平均(jun1)流速，從而🧑🏾‍🤝‍🧑🏼推導出(chū)✂️管道内的流量，保(bǎo)證軸向平均流速(sù)測量準确可靠就(jiu)顯得格外重要。
　　超(chāo)聲流量計測量處(chù)的流體應該是充(chōng)分發展的紊♈流。要(yao)保證管❤️道是滿管(guǎn)流動，選擇超聲流(liú)量計安裝位置時(shí)水㊙️平走向的管道(dao)不要選擇在最高(gao)點的位🤩置。如果超(chao)聲流⚽量計安裝位(wèi)置🤟的管道⛱️不是水(shuǐ)平走向，則要選擇(ze)流體從下往上的(de)管道，保證管道滿(man)管、無氣泡。
　　超聲流(liu)量計的流量測量(liàng)建立在理想的速(su)度分布基礎上，如(rú)果管道内的流速(su)分布混亂，則無法(fa)得到🍓理想的測量(liàng)結果。在選擇超聲(shēng)流量計的安裝位(wèi)置📱時，應避免選擇(ze)💋靠近閥門下遊（尤(you)其不全開的閥門(mén)）、靠近水泵處、變徑(jìng)下遊、彎頭下遊。保(bǎo)證超聲流量計♻️的(de)上下遊有足夠的(de)直管段，使得流體(ti)👣速度分布達😘到比(bǐ)較理想的🥵狀态，才(cái)能保證測量得到(dao)的平均流速能真(zhen)實⁉️反映管道内流(liú)體的流速。
3.3聲道長(zhang)度
　　管道已知、超聲(sheng)流量計的傳感器(qi)選定的情況下，聲(sheng)道長度僅和傳感(gǎn)器的安裝方式有(you)關。超聲流量計傳(chuan)感器的🔞安裝方式(shi)主要有Z法安裝、V法(fǎ)安裝和W法安裝。
　　V法(fǎ)安裝使用的最爲(wèi)普遍，Z法安裝主要(yào)用于DN10以下小管道(dao)（配合專用夾具）和(he)DN500以上的大口徑管(guan)道；V法安裝時兩個(gè)傳感器在管道同(tóng)㊙️一側，兩個傳感器(qi)保證在💯與管道軸(zhóu)線平行的同一直(zhi)線上相對容易；V法(fa)安裝時兩個傳感(gǎn)器分布在管道的(de)兩側，同時傳感器(qi)與管道貼合點應(yīng)在包含管道軸線(xiàn)的同一平面上，安(ān)✊裝時需要根🔞據💔現(xiàn)場管道的走向選(xuan)取傳感器的安裝(zhuāng)位置。
3.4管道外周長(zhǎng)（或外直徑）
　　選定超(chāo)聲流量計傳感器(qì)安裝位置後，需要(yao)對選定管段表面(miàn)處理後測量管道(dao)外周長（或外直徑(jìng)）。小口徑的管道可(ke)以測量外周長或(huo)者用遊标卡尺直(zhí)接外管徑，大口徑(jìng)的管道隻能測量(liàng)外周長。用卷尺在(zai)安裝傳感器位置(zhi)測量幾次，選擇最(zui)小的值作爲外周(zhōu)長。也可以♈用彈性(xìng)小的🍉細線繞管道(dào)，在同一位置調整(zhěng)細線幾次，得到最(zuì)短長度，再用卷尺(chi)測量這一🔱長度。
3.5管(guǎn)道壁厚
　　選定傳感(gan)器安裝位置後，需(xu)要對管道表面處(chù)理，去除🏃🏻油污🏃‍♂️、表面(miàn)📧油漆等，并打磨光(guang)滑，在換能器安裝(zhuāng)位置均布幾✨個點(diǎn)，使用㊙️測厚儀測量(liang)管道壁厚，并取其(qi)🈲平均值作爲管道(dao)壁厚👈。對無法測量(liang)的參數，如管道材(cái)質、襯裏材料、厚度(dù)等，根據現場技術(shù)資料查明并确認(rèn)。
除上述因素，具體(ti)使用中還應注意(yì)以下方面：
（1）在線比(bi)對用超聲流量計(ji)應有有效的溯源(yuán)證書，其基本誤差(chà)應不低于±0.5%；
（2）在線比(bǐ)對用到的其他輔(fu)助設備，如卷尺、測(cè)厚儀、秒❄️表等計量(liàng)📧器🌈具均應具有有(you)效的檢定證書或(huo)校準證書；
（3）超聲流(liu)量計傳感器量值(zhi)溯源是的管道口(kou)徑應盡可能和💜現(xian)場使用的管道口(kǒu)徑一緻，如果口徑(jìng)比值超過2倍或小(xiao)于1/2，還應☀️增加1個0.5%的(de)附加誤差。

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