金湖捷特儀表生産的(de)JT系列超聲波流量計具有高(gāo)精确度、無阻礙測量以及較低的(de)總體擁有成本等優點，正在快(kuài)速發展成爲流量測量領域，尤其是計量碳氫化(huà)合物(wù)的(de)首選，并在石油和(hé)天然氣領域得(de)到普及。JT系列超聲波流量計是一種使用(yòng)十分(fēn)方便的(de)流量儀表，特别是在大(dà)口徑管線上，便攜式超聲波流量計可(kě)以将探頭安裝在管道外表面，實現不斷流、不破壞原有管線測量流量，因此受到廣大(dà)用(yòng)戶的(de)歡迎。

　　1 超聲波流量計 的(de)工作原理(lǐ)及組成

　　超聲波在流動的(de)流體中傳播時(shí)就載上流體流速的(de)信息，因此通(tōng)過接收到的(de)超聲波就可(kě)以檢測出流體的(de)流速，從而換算(suàn)成流量。根據檢測的(de)方式，可(kě)分(fēn)爲傳播速度差法(時(shí)差法、相位差法和(hé)頻(pín)差法)、多(duō)普勒法、波束偏移法、噪聲法及相關法等不同類型的(de)超聲波流量計。目前最常采用(yòng)的(de)測量方法主要有兩類：時(shí)差法和(hé)多(duō)普勒效應法。

　　超聲波流量計由超聲波換能器、電子線路及流量顯示和(hé)累積系統3部分(fēn)組成。超聲波發射換能器将電能轉換爲超聲波能量，并将其發射到被測流體中，接收器接收到的(de)超聲波信号，經電子線路放大(dà)并轉換爲代表流量的(de)電信号，供給顯示和(hé)積算(suàn)儀表進行顯示和(hé)積算(suàn)，這(zhè)樣就實現了(le)流量的(de)檢測和(hé)顯示。

　　2 優點

　　(1)外夾式超聲波流量計可(kě)以實現非接觸測流量，即使是插入式或内貼式超聲波流量計，其壓損也(yě)幾乎爲零，其測流量的(de)方便性與經濟性是最佳的(de)。(2)超聲波流量計水(shuǐ)、氣、油各種介質都可(kě)以測量，其應用(yòng)的(de)領域十分(fēn)廣闊。(3)超聲波流量計的(de)制造成本幾乎和(hé)口徑無關，在大(dà)口徑流量計量場(chǎng)合有著(zhe)價格合理(lǐ)、安裝使用(yòng)方便的(de)綜合競争優勢。(4)便攜式超聲波流量計可(kě)以實現一台流量計在各種管徑、各種材質的(de)管線上測流量，是作爲标準表進行在線校準、比對(duì)或期間核查的(de)首選流量計類型。(5)超聲波流量計具有其測流原理(lǐ)基于長(cháng)度與時(shí)間兩個(gè)基本物(wù)理(lǐ)量的(de)溯源方便性，可(kě)以預見它必将超越其他(tā)原理(lǐ)的(de)流量計成爲流量标準甚至是流量基準的(de)載體。(6)超聲波流量計運行能耗極小，可(kě)方便地實現長(cháng)年電池供電，加之先進的(de)智能化(huà)主機可(kě)方便地進行網絡無線通(tōng)信，其應用(yòng)前景更加廣闊。

　　3 缺點

　　超聲波流量計目前所存在的(de)缺點主要是可(kě)測流體的(de)溫度範圍受超聲波換能器及換能器與管道之間的(de)耦合材料耐溫程度的(de)限制，以及高(gāo)溫下(xià)被測流體傳聲速度的(de)原始數據不全。目前我國隻能用(yòng)于測量200℃以下(xià)的(de)流體。另外，超聲波流量計的(de)測量線路比一般流量計複雜(zá)。這(zhè)是因爲，一般工業計量中液體的(de)流速常常是每秒幾米，而聲波在液體中的(de)傳播速度約爲1500m/s左右，被測流體流速(流量)變化(huà)帶給聲速的(de)變化(huà)量最大(dà)也(yě)是10-3數量級。若要求測量流速的(de)準确度爲±1%，則對(duì)聲速的(de)測量準确度需爲10-5～10-6數量級，因此必須有完善的(de)測量線路才能實現，這(zhè)也(yě)正是超聲波流量計隻有在集成電路技術迅速發展的(de)前題下(xià)才能得(de)到實際應用(yòng)的(de)原因。

　　4 超聲波流量計的(de)選型應用(yòng)

　　4.1 根據原理(lǐ)不同造型

　　4.1.1 多(duō)普勒式超聲波流量計的(de)選型

　　多(duō)普勒法超聲波流量計依靠水(shuǐ)中雜(zá)質的(de)反射來(lái)測量水(shuǐ)的(de)流速，因此适用(yòng)于雜(zá)質含量較多(duō)的(de)髒水(shuǐ)和(hé)漿體，如城(chéng)市污水(shuǐ)、污泥、工廠排放液、雜(zá)質含量穩定的(de)工廠過程液等，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(顆粒或氣泡)，否則儀表就不能正常工作。

　　4.1.2 時(shí)差式超聲波流量計的(de)選型

　　目前生産最多(duō)、應用(yòng)範圍最廣泛的(de)是時(shí)差式超聲波流量計。它主要用(yòng)來(lái)測量潔淨的(de)流體流量，在自來(lái)水(shuǐ)公司和(hé)工業用(yòng)水(shuǐ)及江河(hé)水(shuǐ)、回用(yòng)水(shuǐ)領域得(de)到廣泛應用(yòng)。時(shí)差式超聲波流量計此外可(kě)以測量雜(zá)質含量不高(gāo)(雜(zá)質含量<10g/L，粒徑<1mm)的(de)均勻流體，如污水(shuǐ)等介質的(de)流量，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。而且精度可(kě)達±1%。實際應用(yòng)表明(míng)，選用(yòng)時(shí)差式超聲波流量計，對(duì)相應流體的(de)測量都可(kě)以達到滿意的(de)效果。

　　4.2 根據現場(chǎng)工況安裝方式選型

　　4.2.1 便攜式超聲波流量計

　　便攜式超聲波流量計具有很大(dà)的(de)機動性，适用(yòng)于臨時(shí)性測量，主要用(yòng)于校對(duì)管道上已安裝其他(tā)流量儀表的(de)運行狀态，進行一個(gè)區(qū)域内的(de)流體平衡測試，檢查管道的(de)當時(shí)流量情況等。如果不做(zuò)固定安裝，而用(yòng)于這(zhè)些用(yòng)途時(shí)，選用(yòng)便攜式超聲波流量計既方便又經濟。便攜式超聲波流量計既可(kě)以使用(yòng)現場(chǎng)的(de)交流電源，也(yě)備有内置充電電池，可(kě)以連續工作5～10h，大(dà)大(dà)方便了(le)不同場(chǎng)合臨時(shí)性流量測量的(de)需要。便攜式超聲波流量計隻是爲了(le)現場(chǎng)查看當時(shí)流量和(hé)短時(shí)間内的(de)累計流量，故一般無輸出信号功能，但爲了(le)方便測量不同管道流量，它具有豐富的(de)貯存功能，可(kě)以同時(shí)存貯數十條不同管道的(de)參數，供随時(shí)調出使用(yòng)。

　　4.2.2 固定式超聲波流量計

　　固定式超聲波流量計用(yòng)于安裝在某一固定位置，對(duì)某一特定管道内流體的(de)流量進行長(cháng)期不間斷的(de)計量;固定式超聲波流量計要求長(cháng)期連續運行，所以要使用(yòng)220V交流電源，固定式超聲波流量計，通(tōng)常都有4～20mA信号輸出等功能，供遠(yuǎn)傳顯示使用(yòng)，但其内部隻能存貯一條管道的(de)參數。

　　4.2.3 管段式超聲波流量計

　　精度最高(gāo)，可(kě)達到±0.5%，而且不受管道材質、襯裏的(de)限制，适用(yòng)于流量測量精度要求高(gāo)的(de)場(chǎng)合。但随著(zhe)管徑的(de)增大(dà)，成本也(yě)會随增加，通(tōng)常情況下(xià)，選用(yòng)中小口徑的(de)管段式超聲波流量計，較爲經濟。

　　5 常見故障原因與處理(lǐ)方法(表1)

　　6 超聲波流量計安裝步驟

　　(1)觀察安裝現場(chǎng)管道是否滿足直管段前10D後5D以及離泵30D的(de)距離(D爲管道内直徑)。(2)确認管道内流體介質以及是否滿管。(3)确認管道材質以及壁厚。(4)前三步驟完成後可(kě)确認使用(yòng)何種傳感器安裝。(5)傳感器選擇完畢後，開始向表體輸入參數以确定安裝距離。(6)精确測量出安裝距離。

　　外夾可(kě)選安裝傳感器大(dà)概距離，然後不斷調試活動傳感器以達到信号和(hé)傳輸比最好的(de)匹配。

　　插入使用(yòng)專用(yòng)工具測量管道上安裝點距離，這(zhè)個(gè)距離很重要，它直接影(yǐng)響表的(de)實際測量精度，所以最好進行多(duō)次測量以求較高(gāo)精度。然後，開孔→安裝傳感器→調試信号→做(zuò)防水(shuǐ)→歸整好信号電纜→清理(lǐ)現場(chǎng)線頭等廢棄物(wù)。

　　7 結束語

　　超聲波流量計是一種優秀的(de)流量測量儀表，它給測量流量帶來(lái)的(de)方便性和(hé)經濟性是别的(de)流量計無法比拟的(de)。因此，應按照(zhào)超聲波流量計使用(yòng)條件和(hé)使用(yòng)環境的(de)要求正确安裝使用(yòng)，準确設置管道參數，定期對(duì)超聲波流量計進行檢定或校準，這(zhè)樣才能保證超聲波流量計的(de)準确測量以及延長(cháng)它的(de)使用(yòng)壽命。