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        超聲波流量計誤差分析及解決方法

        發布時間:2019-09-15 15:39:33 瀏覽:

        我公司生產的外夾式超聲波流量計采用時差式測量原理:一個探頭發射信號穿過管壁、介質、另一側管壁后,被第二個探頭接收到,第二個探頭同樣發射信號被第一個探頭接收到,由于受到介質流速的影響,二者存在時間差Δt=t2-t1,根據推算可以得出流速V和時間差Δt之間的換算關系V= (C2/2L) ×Δt,進而可以再根據圓形管道截面積S得到管道內流量值Q=S×V= (πD2/4) ×V。

        1 誤差原因

        超聲波流量計在使用過程中可能會出現一些不正常的現象和故障,導致儀表測量不準確,根據對我公司生產的外夾式超聲波流量計現場使用情況的分析,總結出測量不準確的四大原因。

        (1) 測量管道上下游直管段對超聲波流量計測量準確度的影響。超聲波流量計換能器應安裝在上游直管段不小于10D,下游直管段不小于5D的位置,對于上游存在泵、閥、彎頭等設備時,要求直管段為30D以上。有些使用現場不能滿足此要求,因此導致測量信號質量差,流量顯示值波動較大甚至會由于信號差導致無法測量。

        (2) 測量管道的參數設置對超聲波流量計測量準確度的影響。管道參數設置的準確與否直接影響到測量精確度,一些使用現場的管道非國標管或者管道使用年限久遠結垢嚴重,安裝時可能無法得到準確的管道參數,如果管道材質與尺寸等參數設置與實際不符,會導致計算出的管道截面積S出現誤差,最終導致流量測量結果不準確,并且管道參數設置不準確也會導致兩個換能器的安裝距離產生偏差,影響傳播時間,導致速度V計算不準確,同樣也會導致流量測量結果不準確。

        (3) 換能器的安裝方式對超聲波流量計測量準確度的影響。在實際測量過程中,根據測量管道管徑的大小可將換能器安裝分為兩種方式:V法和Z法。一般情況下管徑DN≥150mm時選用Z法,管徑DN<150mm時選用V法。有時管道內有結垢DN<150mm也選用Z法,而Z法安裝聲程短,信號雖強,探頭定位難度大,容易產生安裝誤差,造成流量測量結果不準確。

        (4) 換能器耦合劑對超聲波流量計測量準確度的影響。為保障換能器和測量管道充分接觸,安裝時需要在換能器與管道表面涂抹一層均勻的耦合劑,使換能器的發射面緊密貼在管壁上。長時間使用后耦合劑可能會揮發,失去耦合作用,影響信號傳輸,導致流量測量結果不準確。

        2 解決方法

        針對上述測量誤差,結合我公司超聲波流量計現場使用情況,總結出解決問題的方法如下:

        (1) 換能器安裝前選好地址,盡量符合上游側管段長度不小于10D,下游側不小于5D,對于上游存在泵、閥、彎頭等設備時,要求上游側直管段為30D以上,遠離振動源,最好將換能器安裝在改變流態裝置的上游。為避免管道底部有沉淀物換能器應裝在管道兩側。

        (2) 換能器安裝前應了解安裝管道的材質與尺寸等參數,對管道結垢嚴重的可通過敲打管道使結垢掉落,如果仍不能解決問題,建議更換為插入式超聲波流量計。

        (3) 管徑DN<150mm時或者管道條件比較好換能器安裝方式盡量選用V法,V法聲波經對側管道反射后接收共有兩個聲程,可以獲得較高的測量精度,但當管道使用年限久遠結垢嚴重時可用Z法,換能器的安裝位置必須找準確。

        (4) 我公司選用的耦合劑為黃油,如果使用現場長期有風,使用一段時間后會因揮發導致耦合劑不足而失去耦合作用,建議經常觀察耦合劑的使用情況,發現耦合劑缺少及時添加耦合劑,并將換能器按原位置安裝好。

        以上是結合我公司生產的外夾式超聲波流量計在現場使用的情況,總結出的一些關于超聲波流量計故障分析及解決方法,希望對使用我公司生產的超聲波流量計的技術人員能有所幫助。

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