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        超聲波流量計在工業生產中的安裝維護及應用

        發布時間:2019-09-15 15:46:36 瀏覽:

        0 引言

        現階段,我國流量測量技術的發展越來越快,各種先進的流量儀表也已經有效地應用于工業生產當中,但是不同的流量儀表其使用性能具有一定的差異性,適用范圍也各不相同,而超聲流量計則可以廣泛地應用于各類場合,并且適用于農業、污水處理等多個領域,下面主要對超聲波流量計在工業生產中的有效應用和安裝進行具體分析。

        1 超聲波流量計概述

        1.1 工作原理

        在流體傳播過程中,超聲脈沖的速度一般會和流體速度有著密切的聯系,也就是順流速度大于逆流速度,脈沖傳播如果存在較大的時間差,其流量也會隨之增大。因此,才可以進行流量測量。在進行操作時,無論是上游還是下游的傳感器,都會發射出一定的超聲波脈沖,但是二者有所不同,主要表現為一個為逆流,而另一個為順流。受到流體影響,兩束脈沖到達換能器的時間也會具有一定的差異性。但是因為二者實際路徑一致,所以傳輸時間的差異也可以表現出流體的實際流速。

        應用時差法進行測量時,需要將兩個傳感器用于發射和接收信號。將傳感器設置在管線時,二者會實施聲信號通訊,在進行工作時,則會進行發射和接收。如果管內流體處于靜止狀態,則順流、逆流的傳播時間保持一致。如果液體處于流動狀態,則順流信號進行傳播時,時間會低于逆流。在此過程中,順流、逆流進行傳播時,其時間差和實際流速呈現為正比狀態。

        1.2 使用特點

        在使用超聲波流量計時,無需進行接觸,同時在流體中沒有阻礙件存在,不會對流束產生任何影響,同時也不會造成任何壓力損失,能夠有效的應用于不同的流體,尤其是黏度較高、腐蝕性較強的流量。除此之外,超聲波流量計也可以有效的應用于氣體流量,針對大口徑流量進行測量時具有良好的優勢特征。但該流量計也存在著缺點,在其對流體溫度進行測量時,容易受到耦合材料的影響。除此之外,超聲波流量計在進行實際測量時,其線路十分復雜。

        2 超聲波流量計的安裝

        2.1 選取安裝管段

        為了保障超聲波流量計可以有效的通過安裝工序,獲得理想的測量結果,首先需要選取適宜的安裝管段。需要注意,在選取管段時必須要避開以下兩種情況,即渦流與干擾,這兩種情況會對測量精度產生嚴重的不良影響。除此之外,管段的選取還需要符合下列要求:避免具有強磁場的區域,或者會造成振動干擾的地方,如:水泵、變頻等;流量計與上下游直管內徑的實際差值在流量計本身內徑的1%以下,需要注意,其絕對值一般需要控制在5mm以下。貼近流量計的上游與下游區域應該選擇長度達標的直管段,同時確保上游超過10D,下游則一般要超過5D;選擇安裝傳感器的區域必須要確保管道處于滿管狀態,否則會導致超聲波信號受阻,難以進行安裝和準確的測量。另外,還需要注意,嚴禁在容易造成壓降的裝置下游區域直接進行安裝,包括:插入裝置、擴徑等,這主要是因為當管道液體中的壓力出現下降時,會開始釋放氣體并出現氣泡,使得液體中原來含有的氣體增加,同時信號強度會不斷下降,并且噪聲加大。在選取管材時必須要確保其材質均勻,方可以有效的進行超聲波的傳輸,如:去除管道表層的水垢、鐵銹等,保障其與換能器發生接觸時,管道表層不會出現氣泡。當管道涂漆十分質密時,則不需要對其進行全面清除,僅保障其表層處于光滑平整狀態即可。除了上述內容之外,還應該檢查管道口徑是否和儀表編程相同。在垂直管道進行安裝作業時,一般會首先選擇自下而上進行安裝,但如果現場條件不允許,則仍然需要按照由上至下的順序進行安裝,針對這種情況,一定要確保管道背壓,同時保障其內部液體滿管。

        2.2 安裝傳感器的具體方式

        在對探頭進行安裝時,一般可以選用V或者Z等兩種不同的方法。針對小管徑來說,一般會選擇V法,該方法在使用過程中具有以下優勢:易于操作、測量結果比較精準等,其管徑測量范圍需要控制在25~400mm之間。在實際安裝過程中還需要注意,應該將兩側探頭保持在水平對齊狀態。如果管道較粗,或者襯里較厚、液體含有懸浮物,在遇到這類情況時,利用V方法進行安裝時無法獲取良好的信號,導致機器難以正常進行操作,因此,需要應用Z方法進行安裝。選用Z方法進行操作時,管徑范圍需要控制在100~3000mm。但是在實際進行安裝時,一般超過300mm的管道都會通過Z方法進行安裝。

        3 超聲波流量計的安裝維護

        針對超聲波流量計而言,一般間隔6~12個月進行一次維護即可,具體時間則需要結合實際情況確定。

        3.1 檢查零流量

        如果管道中的液體處于靜止狀態,并且附近沒有強振和磁場干擾,則此時表頭會顯示出0,在運行過程中應該將小信號切除,一般流量在滿程流量5%以下時就會自動切除。

        3.2 儀表設置

        在啟動儀表開始運作之前,應該先完成相關參數的設置,包括:使用單位制、管道直徑、流體類型等。必須要保障全部參數準確輸入后,儀表才可以顯示出具體的流量值。

        3.3 定期校驗

        為了確保流量計精度達到規定要求,必須要定期做好校驗工作,一般可以應用便攜式流量計做比對分析,然后再結合所測數據完成計算,結果符合要求即可。

        3.4 定期維護

        針對外貼超聲波流量計而言,在完成安裝后一般不會出現漏水、水壓損失等問題,只需要定期對換能器進行檢查,確保其沒有松動即可,而插入式流量計則需要對其探頭上的水垢或其他雜質進行有效的清理。針對一體式流量計,除了要檢查其與管道的法蘭連接外,還需要控制好現場的濕度、溫度等因素,防止對電子部件造成不良影響。

        4 超聲波流量計的故障處理

        4.1 沒有信號

        超聲波流量計沒有信號,一般是因為換能器沒有和主機進行有效的連接。在進行處理時,需要重新進行連接。信號的喪失還可能是因為產生了電源污染,必須要對電源進行凈化才可以解決問題。除了上述原因外,換能器位置出現變化也會導致信號受到影響,需要對其位置進行調整。

        4.2 瞬時流量大于實際值

        該故障原因一般是由于換能器聲楔產生故障,需要將換能器進行更換。

        4.3 瞬時流量產生較大波動

        出現該故障的原因主要是由于流體遭到干擾,導致其流態出現不穩定等情況或者是主機沒有將阻尼系數設置到規定范圍,使其數值偏小。在對此類故障進行處理時,首先可以對換能器所處位置進行調整。其次,需要將阻尼系數調大。

        4.4 瞬時與累計流量不同

        產生此類故障的主要原因一般是主機出現問題,需要通過更換主機來解決故障。

        5 結語

        綜上所述,超聲波流量計是基于微電技術的有效測量儀器,同時對于外界電磁產生的干擾具有一定的抵抗作用。但是在現實情況中,由于安裝現場情況比較復雜,在進行操作時必須要對“電氣噪聲”進行控制,否則就會在安裝超聲波流量計時受到電磁場的干擾,進一步導致測量結果受到不良影響。超聲波流量計無法進行管外安裝,同時儀表制造在正常情況下不會和被測管道的實際口徑相關聯。因為超聲波流量計在對測量元件進行安裝時,無需在流體中進行操作,所以也不會對流體在流動過程中的原有狀態造成影響,沒有附加阻力出現,所以無論是對儀表進行安裝或是檢修,都不會對生產管道的正常運行造成影響。

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