超聲波流量計非接觸式的(de)測量原理(lǐ)，相對(duì)于一些常規的(de)流量測量儀表，有許多(duō)優越性。夾裝式換能器USF可(kě)無需停流截管安裝，隻要在既設管道外部安裝換能器即可(kě)，這(zhè)是USF在工業用(yòng)流量儀表中具有的(de)獨特優點，因此可(kě)作移動性（即非定點固定安裝）測量，适用(yòng)于管網流動狀況評估測定；USF爲無流動阻撓測量，無額外壓力損失；流量計的(de)儀表系數是可(kě)從實際測量管道及聲道等幾何尺寸計算(suàn)求得(de)的(de)，既可(kě)采用(yòng)幹法标定，除帶測量管段式外一般不需作實流校驗；USF适用(yòng)于大(dà)型圓形管道和(hé)矩形管道，且原理(lǐ)上不受管徑限制，其造價基本上與管徑無關。對(duì)于大(dà)型管道不僅帶來(lái)方便，可(kě)認爲在無法實現實流校驗的(de)情況下(xià)是優先考慮的(de)選擇方案；多(duō)普勒USF可(kě)測量固相含量較多(duō)或含有氣泡的(de)液體；USF可(kě)測量非導電性液體，在無阻撓流量測量方面是對(duì)電磁流量計的(de)一種補充；某些傳播時(shí)間法USF附有測量聲波傳播時(shí)間的(de)功能，即可(kě)測量液體聲速以判斷所測液體類别。例如，油船泵送油品上岸，可(kě)核查所測量的(de)是油品還(hái)是倉底水(shuǐ)。

超聲波流量計也(yě)有它使用(yòng)的(de)局限性。傳播時(shí)間法USF隻能用(yòng)于清潔液體和(hé)氣體，不能測量懸浮顆粒和(hé)氣泡超過某一範圍的(de)液體；反之多(duō)普勒法USF隻能用(yòng)于測量含有一定異相的(de)液體；外夾裝換能器的(de)USF不能用(yòng)于襯裏或結垢太厚的(de)管道，以及不能用(yòng)于襯裏（或鏽層）與内管壁剝離（若夾層夾有氣體會嚴重衰減超聲信号）或鏽蝕嚴重（改變超聲傳播路徑）的(de)管道；多(duō)普勒法USF多(duō)數情況下(xià)測量精度不高(gāo)；國内生産現有品種不能用(yòng)于管徑小于DN25mm的(de)管道。

正是基于以上原因，渤南(nán)海上石油平台項目中，4個(gè)橇塊含水(shuǐ)原油和(hé)含油污水(shuǐ)的(de)流量測量選用(yòng)了(le)超聲波流量計，而且不能選用(yòng)傳播時(shí)間法原理(lǐ)，隻能選用(yòng)多(duō)普勒式。

測量液體用(yòng)USF的(de)選型時(shí)，首先考慮測量原理(lǐ)是傳播時(shí)間法還(hái)是多(duō)普勒法，其主要判斷要素是：液體潔淨程度或雜(zá)質含量，測量精度要求。基本适用(yòng)條件如下(xià)表所示：

此外，對(duì)于外夾裝式儀表還(hái)要考慮管壁材料和(hé)厚度、鏽蝕狀況、襯裏材料和(hé)厚度；對(duì)于現場(chǎng)安裝換能器式儀表要考慮換能器類型；對(duì)于大(dà)管徑傳播時(shí)間法儀表要考慮聲道數，等等。

多(duō)普勒法USF要比傳播時(shí)間法适用(yòng)懸浮顆粒含量上限高(gāo)得(de)多(duō)，而且可(kě)以測量連續混入氣泡的(de)液體。但是根據測量原理(lǐ)，被測介質中必須含有一定數量的(de)散射體，否則儀表就不能正常工作。

傳播時(shí)間法USF可(kě)以測量懸浮顆粒很少的(de)液體，但不能測量含有影(yǐng)響超聲波傳播的(de)連續混入氣泡或體積較大(dà)固體物(wù)的(de)液體。在這(zhè)種情況下(xià)應用(yòng)，應在換能器的(de)上遊進行消氣、沉澱或過濾。在懸浮顆粒含量過多(duō)或因管道條件緻使超聲信号嚴重衰減而不能測量時(shí)，有時(shí)可(kě)以試降低換能器頻(pín)率，予以解決。

傳播時(shí)間法測量原理(lǐ)直觀，計算(suàn)數學模型清晰，測量精确度較高(gāo)，是目前應用(yòng)最廣泛的(de)超聲流量計。但是，該流量計不能用(yòng)于測量含有較多(duō)不溶物(wù)顆粒或氣泡的(de)流體。

用(yòng)多(duō)普勒法測量含氣體的(de)液體流量時(shí)應考慮檢測點的(de)介質壓力，因爲當壓力大(dà)到一定值時(shí)，氣泡有可(kě)能被壓縮而緻使多(duō)普勒效應減弱，導緻無法測量。而且，内置式探頭一般隻能耐壓到100psi（約7公斤壓力）。

傳播時(shí)間法比多(duō)普勒法有較高(gāo)的(de)測量精确度，液體基本誤差爲±0.5％R至±5％FS，重複性爲0.1％R-0.3％R；管外夾裝換能器或在現場(chǎng)管道固定安裝換能器的(de)儀表，要通(tōng)過定标計算(suàn)接入現場(chǎng)管道流通(tōng)面積和(hé)傳播距離長(cháng)度測量誤差，夾裝在管道的(de)不确定性，測量精度要降低些。若安裝調試粗糙不細緻，測量精确度有可(kě)能低到5％，甚至更低。測量精确度還(hái)取決于聲道數設置及其布置位置。

典型儀表的(de)基本誤差爲±（1％-10％）FS，重複性爲（0.2％-1％）FS。多(duō)普勒信号包含著(zhe)不同散射體移動速度的(de)頻(pín)譜，檢測電路提供多(duō)普勒頻(pín)移若幹平均測量值以求的(de)速度。多(duō)普勒法USF整體性能要比傳播時(shí)間法低。流體運行流速不能過低，過低的(de)流速會使離散體分(fēn)布不均勻，若測量管水(shuǐ)平安裝，氣體會浮升在頂部流動，顆粒會沉澱于底部。

多(duō)普勒法USF通(tōng)常隻有單套發送和(hé)接收換能器；便攜式外夾裝換能器傳播時(shí)間法USF通(tōng)常也(yě)隻有單聲道，其他(tā)夾裝式則也(yě)有用(yòng)雙聲道者，帶測量管段式有單聲道和(hé)雙聲道以上。

傳播時(shí)間法采用(yòng)多(duō)少聲道的(de)主要依據是測量精确度要求和(hé)安裝儀表管段流動狀況（取決于上遊阻流件組成和(hé)直管段條件），以及管徑大(dà)小。

爲了(le)獲得(de)流體沿管道中心平行對(duì)稱地流動，測量點上下(xià)遊要有足夠的(de)長(cháng)度直管段作有效整流。傳播時(shí)間法USF直管段長(cháng)度要求尚未有國際标準或國家标準規定值，應按制造廠提供的(de)規定。

對(duì)多(duō)普勒法USF的(de)直管段要求也(yě)沒有國際标準和(hé)國家标準的(de)規定值。人(rén)們對(duì)多(duō)普勒法USF直管段要求程度在看法上也(yě)迥然不同。一種看法認爲：從原理(lǐ)上講多(duō)普勒法僅測量“照(zhào)射域”内散射體的(de)流速，其測量值受流速分(fēn)布影(yǐng)響比傳播時(shí)間法大(dà)。爲了(le)盡量減少這(zhè)種影(yǐng)響，除了(le)采取其他(tā)一些方法外，還(hái)應保證照(zhào)射測量域的(de)上下(xià)遊有足夠長(cháng)度的(de)直管段，以得(de)到較好的(de)流動狀态。例如日本電氣計測工業會認爲多(duō)普勒法USF所需直管段長(cháng)度一般應是傳播時(shí)間法的(de)1.5倍。然而另一種看法是：多(duō)普勒法USF本身測量精确度等性能較低，流速分(fēn)布影(yǐng)響相對(duì)于總體測量精确度不重要，直管段要求反而降低。例如有儀表制造廠提出隻要在測量點上下(xià)遊保持大(dà)于3-5DN的(de)直管段。

外夾裝式USF管道内表面積沉積層會産生聲波不良傳輸和(hé)偏離預期聲道路徑和(hé)長(cháng)度，應予避免；外表面因易于處理(lǐ)較少影(yǐng)響。夾裝式換能器和(hé)管道接觸表面要塗上耦合劑。換能器安裝處管道襯裏或鏽蝕層與管壁之間不能有縫隙。與大(dà)部分(fēn)其他(tā)流量儀表一樣，USF敏感于流過儀表的(de)流速分(fēn)布剖面，因此也(yě)要求相當長(cháng)度的(de)上遊直管段。

從經濟方面考慮，小口徑USF與其他(tā)流量儀表相比價格較貴，然而非管段式USF價格并不明(míng)顯增加。所以用(yòng)于大(dà)口徑、超大(dà)口徑儀表有明(míng)顯價格優勢。多(duō)聲道儀表有較複雜(zá)電子計算(suàn)部件，價格要高(gāo)些，因此在要求高(gāo)精度的(de)中小管徑上應用(yòng)受到一些限制。然而上遊擾動大(dà)而直管段布置受限制的(de)場(chǎng)所，多(duō)聲道系統可(kě)能是僅有的(de)合理(lǐ)解決方案。外夾裝式便攜式USF的(de)機動性和(hé)可(kě)以多(duō)處使用(yòng)，儀表購(gòu)置費可(kě)分(fēn)攤給各測量點，從而降低測量成本。

從安裝方面考慮，流量傳感器上的(de)傳感器盡可(kě)能在與水(shuǐ)平直徑成45度的(de)範圍内，避免在垂直直徑位置附近安裝。否則在測量液體時(shí)換能器聲波表面易受氣體或顆粒影(yǐng)響，在測量氣體時(shí)受液滴或顆粒影(yǐng)響。測量液體時(shí)安裝位置必須充滿液體。外夾裝式換能器在安裝時(shí)要剝淨安裝段内保溫層和(hé)保護層，并把換能器按裝處的(de)壁面打磨幹淨，不能有局部凹陷，凸出；換能器安裝處和(hé)管壁反射處必須避開接口和(hé)焊縫；換能器安裝處的(de)管道襯裏和(hé)垢層不能太厚；換能器工作面與管壁之間保持有足夠的(de)耦合劑，不能有空氣和(hé)固體顆粒，以保證耦合良好。上下(xià)遊應有必要的(de)直管段。

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