流量計(jì)在線比對(duì)要點(diǎn)

1、超聲波流量計(jì)的使用技巧在線比對(duì)應(yīng)用超聲波流量計(jì)的使用技巧被很多人談了又談，也被很多超聲波流量計(jì) 的從業(yè)者產(chǎn)生了視覺疲勞，一旦到了實(shí)際應(yīng)用，就會(huì)出現(xiàn)這樣或那樣 的問題。以下簡單舉兩個(gè)例子來簡述超聲波流量計(jì)的使用與注意事項(xiàng)！一、污水處理廠的超聲波流量計(jì)使用：用超聲波流量計(jì)在做污水處理廠的流量計(jì)的標(biāo)定，首先要選擇與所需 校準(zhǔn)的電磁流量計(jì)或其它流量儀表串聯(lián)的地方、直管道充足的地方做 測試。經(jīng)過表面處理后，最好用橡膠錘子敲打一下測量段，減少內(nèi)壁 附濁物對(duì)聲層傳播的影響。自己用直尺 測量管道外周長，用測厚儀測 量管道的壁厚，這些參數(shù)不要輕易的去問并相信企業(yè)的計(jì)量管理人員， 因?yàn)楹芏嗥髽I(yè)里的相關(guān)人員給你的數(shù)

2、據(jù)，都是估計(jì)或他們認(rèn)為的尺寸。 如果是沒有處理過的污水，就采用多普勒原理來進(jìn)行測試，是經(jīng)過初 步處理過的污水，我們可以采用時(shí)差式原理來測試，好的超聲波流量 計(jì)，是時(shí)差式原理與多普勒原理集合在同一套主機(jī)上，并可以自由切 換，作為計(jì)量機(jī)構(gòu)、檢測單位、節(jié)能單位等最好選擇這類超聲波流量 計(jì)，如FLEXIM超聲波流量計(jì)，否則，在現(xiàn)場會(huì)出現(xiàn)這樣或那樣的問 題。二、自來水行業(yè)的超聲波流量計(jì)應(yīng)用：用超聲波流量計(jì)在做自來水廠的流量標(biāo)定時(shí)，注意事項(xiàng)與前述大體一 致，如果檢測者所持儀表為簡單組裝的雜品牌儀表，在有變頻干擾的 地方就不要去測試了，因?yàn)樗緹o法在此環(huán)境下工作。需要說明的是：在直管道很短，一般少于 3D

3、的直管道、管道震動(dòng)嚴(yán) 重（手抓住管道外側(cè)，手都發(fā)麻）等地方，就不要想著用超聲波流量 計(jì)來標(biāo)定在線儀器了，這樣做只是浪費(fèi)時(shí)間。同時(shí)也歡迎超聲波流量計(jì)的從業(yè)者，超聲波流量計(jì)的愛好者，與我公司技術(shù)人員做超聲波流量計(jì)的相關(guān)探討，共同學(xué)習(xí)進(jìn)步！超聲波流量計(jì)在線比對(duì)液體流量的方法氯堿工業(yè)2008年第44卷第2期超聲波流量計(jì)準(zhǔn)確度為：0.5%-2.0%。超聲波流量計(jì)在在線使用中具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：可以從厚的金屬管道外側(cè)測量管內(nèi)流動(dòng)液體的流速，不接觸被測介質(zhì)，不干 擾流場，無壓力損失，使用安全、方便、快捷，是理想的在線測試設(shè)備。對(duì)比方法 根據(jù)被測管徑大小，安裝相匹配（25mm v DN v3000mm的傳感 器。

4、安裝方法有3種，分別為X、V、Z法，如下圖所示。在管道全充滿的情況下 一般采用V法安裝，在工況條件惡劣或管道不全充滿時(shí)，可采取X法或Z法安裝。比對(duì)流量計(jì)一般安裝在被比對(duì)流量計(jì)的 上游處L羽0D，如下圖所示DZ法DX法V法比對(duì)流量計(jì)安裝位置比對(duì)數(shù)據(jù)的處理 啟動(dòng)比對(duì)流量計(jì)和被比對(duì)流量計(jì)，選取管道流量范圍內(nèi) 5 個(gè)測量點(diǎn)，選2個(gè)均勻分布的點(diǎn)重復(fù)性測量時(shí)，每個(gè)比對(duì)點(diǎn)測量 6次，不記重復(fù) 性的點(diǎn)測量3次；記錄比對(duì)流量計(jì)的流量值 Qbkn和被比對(duì)流量計(jì)的讀數(shù) Qkn。(1) 被比對(duì)流量計(jì)的基本誤差 EknEkn = (Qkn -Qbkn) /Qbkn X100%式中，Qkn為第k比對(duì)點(diǎn)第n次被比對(duì)流量計(jì)讀

5、數(shù)；Qbkn為第k比對(duì)點(diǎn)第n次比對(duì)流量計(jì)讀數(shù)；1匚Ek為第k檢定點(diǎn)的基本誤差，Ek= Eknn nm (2) 流量計(jì)的基本誤差EE = (Ek) max被比對(duì)流量計(jì)系數(shù)K值由下式計(jì)算：K=Qbk n/Qkn(3) 流量計(jì)重復(fù)性Er第i檢定點(diǎn)的重復(fù)性Erk按下式計(jì)算:Erk=tn-i. E kn - E ki -1n 100%式中，tn為置信度為0.95時(shí)的t分布系數(shù)流量計(jì)的重復(fù)性Er:Er= ( Erk)max(Erk)max是檢定點(diǎn)中最大一個(gè)重復(fù)性。被比對(duì)流量計(jì)修正斜率 Kc值由下式計(jì)算：Kc= (Qbkn-Qkn ) /Qkn X100%根據(jù)Kc值，調(diào)整被比對(duì)流量計(jì)的系數(shù)值，使其正常運(yùn)行。

6、被比對(duì)流量計(jì)的相對(duì)誤差小于5%時(shí)，確認(rèn)該被比對(duì)流量計(jì)合格。不合格者按實(shí)際情況根據(jù)流量計(jì)比對(duì)系數(shù)進(jìn)行曲線修正。液體流量儀表在線校準(zhǔn)方法研究作者：admin 來源：本站發(fā)表時(shí)間：2010-08-10 14:21:53點(diǎn)擊：7441引言液體流量儀表廣泛應(yīng)用于能源計(jì)量和節(jié)能減排中，是企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理中的重要計(jì)量儀表，它的準(zhǔn)確計(jì)量與企業(yè)的節(jié)約能源和成本核算有著非常密切的聯(lián)系。但是限于各種條件，如不便拆卸、不能斷 流等情況，多數(shù)液體流量儀表無法按照檢定規(guī)程要求定期拆下送實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢定。如何解決在不影響 液體流量儀表正常工作的前提下的量值溯源問題，是目前各企業(yè)和技術(shù)機(jī)構(gòu)急需解決的計(jì)量技術(shù)難題。鑒于我國尚未制

7、定岀相應(yīng)的行之有效的液體流量儀表在線校準(zhǔn)的方法，也沒有比在線流量計(jì)計(jì)量精度 等級(jí)高三倍以上的標(biāo)準(zhǔn)流量儀表，因此目前常規(guī)的做法是采用便攜式超聲波流量計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)表進(jìn)行在 線比對(duì)。通過對(duì)以便攜式超聲流量計(jì)為標(biāo)準(zhǔn)表在線校準(zhǔn)方法的介紹，提岀解決液體流量儀表在線校準(zhǔn)問題的一些思路，供計(jì)量同行參考。2工作原理超聲流量計(jì)比對(duì)法是目前使用最多的一種液體流量儀表在線校準(zhǔn)方法，利用流速不同會(huì)使超聲波在流體中傳播的速度發(fā)生變化，通過分析計(jì)算改變的超聲波信號(hào)，可以檢測到流體的流速，進(jìn)而可以得 到流量值。按檢測原理可分為多種，主要有時(shí)差法、多普勒法和聲束偏移法。超聲波流量計(jì)用于液體流量儀表在線校準(zhǔn)主要采用的是時(shí)差法進(jìn)行測

8、量，以測量聲波在流動(dòng)介質(zhì)中傳播的時(shí)間與流量的關(guān)系為原理。通常認(rèn)為聲波在流體中的實(shí)際傳播速度是由介質(zhì)靜止?fàn)顟B(tài)下聲波的 傳播速度（cf）和流體軸向平均流速（um）在聲波傳播方向上的分量組成。按圖1所示，順流和逆流傳播時(shí)間與各量之間的關(guān)系是2:T TV(1)利用式（1）得岀流體流速的表達(dá)式:式中：tup超聲波在流體中逆流傳播的時(shí)間;t down超聲波在流體中順流傳播的時(shí)間；L聲道長度；cf聲波在流體中傳播的速度；um流體的軸向平均流速；?聲道角ESI輕靑流星計(jì)貳矍號(hào)理3在線校準(zhǔn)方法便攜式超聲流量計(jì)用于液體流量儀表的在線校準(zhǔn)主要是采用的標(biāo)準(zhǔn)表比對(duì)法3-11，即在一定的時(shí)間內(nèi)分別讀取被檢表和標(biāo)準(zhǔn)表的累計(jì)

9、值（或瞬時(shí)值），分別按式（3）-式 （ 5）計(jì)算被校流量計(jì)的示值誤差和重復(fù)性。i-xlOO%I 1 4 ;Di第i點(diǎn)測得的管道外直徑或推算岀的外直徑。(2) 壁厚測量。在換能器安裝位置均布5個(gè)點(diǎn)，使用測厚儀測量管道壁厚，并取其平均值。對(duì)無 法測量的參數(shù)，如管道材質(zhì)、襯里材料、厚度等，根據(jù)現(xiàn)場技術(shù)資料查明并確認(rèn)。(3) 標(biāo)準(zhǔn)表安裝。將上述管道參數(shù)輸入標(biāo)準(zhǔn)表內(nèi)，得岀換能器安裝距離L。在安裝標(biāo)準(zhǔn)表管段上 劃線定位，確定換能器的位置。清理已定安裝位置附近的管壁，將管壁上的油漆、鐵銹、污垢等清除干凈，露岀管道材質(zhì)，打磨光滑。在換能器表面均勻涂以耦合劑，將換能器上標(biāo)志對(duì)準(zhǔn)安裝位置，使 其發(fā)射面與管壁緊密接

10、觸，用緊固件將換能器固定在管道上。將換能器信號(hào)傳輸電纜連接到轉(zhuǎn)換器上， 按要求將信號(hào)調(diào)試到最佳狀態(tài)。(4 )零點(diǎn)檢查。具備停流條件的管道，檢查流量計(jì)的零點(diǎn)流量；不具備靜態(tài)零點(diǎn)檢驗(yàn)設(shè)定條件時(shí)， 校準(zhǔn)前可對(duì)標(biāo)準(zhǔn)表進(jìn)行動(dòng)態(tài)零點(diǎn)檢驗(yàn)設(shè)定。(5) 校準(zhǔn)點(diǎn)及次數(shù)。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況確定校準(zhǔn)流量點(diǎn)，每個(gè)流量點(diǎn)校準(zhǔn)3次?，F(xiàn)場無法調(diào)節(jié)流量時(shí)可以采用在不同的時(shí)段進(jìn)行校準(zhǔn)，流量點(diǎn)一般選擇13個(gè)，且在一次實(shí)驗(yàn)過程中，瞬時(shí)流量的最大變化不超過5%。每次校準(zhǔn)時(shí)，同時(shí)讀取并記錄流量計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)表的示值，若讀取的數(shù)值為瞬時(shí)值， 則至少讀取20個(gè)數(shù)值，取其平均值；若讀取的數(shù)值為累積值，則應(yīng)保證大于最小讀數(shù)的 1000倍或讀取至少20

11、min的累積值。(6 )測量偏差。與標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)相比，流量計(jì)的測量偏差2為:E=AEi式中：0-流量計(jì)各校準(zhǔn)點(diǎn)測量偏差中最大值;Fi本次校準(zhǔn)得到的第j校準(zhǔn)點(diǎn)流量計(jì)系數(shù)平均值;Foi第一次校準(zhǔn)得到的第j校準(zhǔn)點(diǎn)流量計(jì)系數(shù)平均值。流量計(jì)系數(shù)2的計(jì)算方法如下：(10式中：Qsij第i校準(zhǔn)點(diǎn)第j次校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)示值;Q ij第i校準(zhǔn)點(diǎn)第j次校準(zhǔn)被檢流量計(jì)示值;Fij第i校準(zhǔn)點(diǎn)第j次校準(zhǔn)的流量計(jì)系數(shù)。流量計(jì)的重復(fù)性按式(5 )計(jì)算。(7)校準(zhǔn)結(jié)果處理。被校流量計(jì)的測量偏差E和重復(fù)性曰應(yīng)分別滿足式(11 )和式(12 )，否則應(yīng)將流量計(jì)送實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢定或校準(zhǔn)。E | 底 7 於Q1)式中：os標(biāo)準(zhǔn)表最大允許誤

12、差;am被校流量計(jì)最大允許誤差。4數(shù)據(jù)實(shí)例分析現(xiàn)以一臺(tái)口徑為 DN150mm 的電磁流量計(jì)為例，流量計(jì)在線校準(zhǔn)基本信息見表1。在管道參數(shù)、被測介質(zhì)、安裝方式等設(shè)定參數(shù)均相同的前提下，分別于2008年1月和12月進(jìn)行2次在線校準(zhǔn),校準(zhǔn)數(shù)據(jù)分別見表2和表3。5U 醸校渡計(jì)在線核雜基肅信黑被梭儀器電磁族育理號(hào)7Mtceia準(zhǔn)斑巴05譏第號(hào)02馳17454標(biāo)準(zhǔn)董S!號(hào)（M7TWR準(zhǔn)嗨度05%15MmmSJ5皿n材處口：,管追內(nèi)襯/安裝方或V 8E 安璧距醐1垮 nnu2壷計(jì)：30厲1年1月歳準(zhǔn)瓠狷計(jì)護(hù)擁流 計(jì)示哩G /m*標(biāo)準(zhǔn)誰計(jì)示値0流計(jì)JMt婷乎均久翊4刪2345X4S.1144妙2MOS7H57

13、 仇帥$44.981L7Sam5帛初1.251(13R.452R.254540UJ30.9W56 0LW791鈕HA52.2JJ養(yǎng)3流量計(jì)兇刈8年悅月技或鞭據(jù)鐵檢at計(jì)被校流標(biāo)扈流計(jì)示僅毛柿An1示値泯:”性流*計(jì) 捺披K播抵*:口045345LL01斗舸2.74(WJ309720Wl4J04ZM(X9742SZ564232019775102KJ513*3132.42繼3$&976409為JIL9OI斗皿4丸腮a?723以第一次校準(zhǔn)平均系數(shù)作為Foi，以第二次校準(zhǔn)平均系數(shù)作為Fi，則前后兩次校準(zhǔn)流量計(jì)的測量偏 差見表4武4誑校;H節(jié)計(jì)抽韋慷芝雄校流1T計(jì)首做校準(zhǔn)系撤后贛校穆系魅測強(qiáng)蕃10301

14、97790期茂&A.M753-U7S由于檢定超聲探頭管徑（DN50 ）與校準(zhǔn)管徑（DN150 ）之比小于1/2，因而使用時(shí)標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)還應(yīng)增加一個(gè)0.5%的附加誤差，即os= 1.0% ，旳= 0.5%。按式（11 ）、式（12 ）對(duì)校準(zhǔn)結(jié)果進(jìn) 行判斷，即流量計(jì)測量偏差怎辰冷涉氷流量計(jì)重復(fù)性丿丨；，I，-I-.可以繼續(xù)使用。5結(jié)束語從上述數(shù)據(jù)實(shí)例分析中可以得岀：雖然現(xiàn)場校準(zhǔn)時(shí)示值誤差較大，但兩次校準(zhǔn)的流量測量偏差卻較 小，從而說明被校流量計(jì)測量準(zhǔn)確性未發(fā)生明顯變化，可以繼續(xù)使用，無需送實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢定或校準(zhǔn)， 從而為液體流量儀表在線量值溯源提供了一條簡便的途徑。盡管采用使用中檢驗(yàn)的思想為流量計(jì)的在

15、線校準(zhǔn)提供了一個(gè)可操作的辦法，但這其中依然存在一些問題，如：(1 )被校流量計(jì)必須首先在實(shí)驗(yàn)室實(shí)流檢定合格后，安裝到管路上投入使用后的一個(gè)月內(nèi)進(jìn)行第 一次校準(zhǔn)，以后按至少 1次/年的周期進(jìn)行再次校準(zhǔn)。(2)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在超聲測速方面的應(yīng)用，超聲流量計(jì)對(duì)測量管道、校準(zhǔn)介質(zhì)、現(xiàn)場環(huán)境及安 裝的適應(yīng)性更強(qiáng)了，但上述因素依然是影響測量準(zhǔn)確性的關(guān)鍵5-7，如何將這些因素對(duì)校準(zhǔn)結(jié)果的影響從定性分析到定量計(jì)算仍然需要很長的路要走。(3)現(xiàn)場校準(zhǔn)中，對(duì)測量數(shù)據(jù)的采集還只能靠人工讀取，從而對(duì)校準(zhǔn)結(jié)果引入不確定性因數(shù)。參考文獻(xiàn)1蘇彥勛，梁國偉，盛健。流量計(jì)量與測試M o 2版。北京：中國計(jì)量出版社，2007 :

16、 112-1232JJG1030-2007，超聲流量計(jì)檢定規(guī)程S。北京：中國計(jì)量出版社，2007 : 2-24。3 于德興，蘇立明，王興涉。用FLB便攜式超聲波流量計(jì)對(duì)在線流量計(jì)進(jìn)行比對(duì)測試方法探討J計(jì)量技術(shù)，2003( 1 )： 16-17 o4 杜萌，王紅娟，劉永強(qiáng)。利用超聲波對(duì)水流量計(jì)進(jìn)行在線檢定J。油氣田地面工程，2005，24 ( 6)： 36 o5 王艷霞，傅星，李正光。高精度的超聲波在線流量測量 J。計(jì)量學(xué)報(bào)，2003 ,24 (3) : 202-2046 鄭海軍，陳健。超聲波流量計(jì)對(duì)在線流量計(jì)的比對(duì)測試方法探討J。電站系統(tǒng)工程，2005，21 (1 )： 64 o7 崔耀華，胡

17、博。用外夾式超聲流量計(jì)對(duì)大口徑液體超聲流量計(jì)在線校準(zhǔn)的不確定因素分析J計(jì)量技術(shù)，2008，增刊：68-69。8 許建平。用DCT7088 對(duì)在線流量計(jì)的檢測J。計(jì)量與測試技術(shù)，2007，34 (7 )： 21-229 陳天榮。便攜式超聲波流量計(jì)在現(xiàn)場校準(zhǔn)中的妙用” J。中國計(jì)量，2008 ( 4)： 69-70。10 吳靜。采用超聲波流量計(jì)進(jìn)行在線校準(zhǔn)研究J。中國計(jì)量，2008 (9 )： 68-69。11黃雪蓮。便攜式雙聲道超聲波流量計(jì)在線檢測的常見問題J。計(jì)量與測試技術(shù)，2008，35(9): 18-21便攜式超聲波流量計(jì)對(duì)在線流量計(jì)進(jìn)行比對(duì)百 發(fā)布日期：2011-12-10 瀏覽次數(shù)：6

18、5當(dāng)在線流量計(jì)的數(shù)據(jù)突然發(fā)生變化時(shí)，很難判定是工藝上的原因還是流量計(jì)本 身的故障所致。以往多采用將流量計(jì)拆回標(biāo)定、現(xiàn)場安裝備用流量計(jì)的方法來確定原因所在, 這不僅影響了生產(chǎn)，而且極大地增大了維護(hù)的工作量。為解決這個(gè)問題，當(dāng)對(duì)在線流量計(jì)產(chǎn) 生疑問時(shí)，可采用便攜式超聲波流量計(jì)對(duì)在線流量計(jì)進(jìn)行現(xiàn)場比對(duì)，以確定在線流量計(jì)本身 是否存在故障。1測量原理超聲波測量封閉管道流量的方法根據(jù)檢測原理可分為多種，主要有時(shí)差法、多 普勒法和聲束偏移法。多普勒法主要用于測量氣液兩相流體或氣固兩相流體，而聲束偏移法 利用超聲波在流體中傳播時(shí)因流體流動(dòng)而產(chǎn)生的偏移程度來反映流速或流量值 1。便攜式超聲波流量計(jì)采用的是時(shí)差

19、法進(jìn)行測量，聲波在流體中傳播，順流方向聲波傳播速度會(huì)增大，逆流方向則減小，同一傳播距離就有不同的傳播時(shí)間，利用傳播時(shí)間之差與被測流體流速之間的關(guān)系可求取流體流速，計(jì)算出流體流量。其測量原理如圖1所示。11CV Q:1X ).團(tuán)1超聲波流量計(jì)測量原理注：衛(wèi)一管道內(nèi)勁；e一超蘆波傳播方向與管道軸線間的角度;超聲波在靜止液體中的祐播速度；L液體流速：兩個(gè)換能器之間在管道方向的距監(jiān)h -由圖1中可以看出，順流方向流體流經(jīng)2個(gè)換能器之間的時(shí)間:-;逆流r廠一 s =方向時(shí)間1 I2vS2vSS 二者時(shí)間差F-護(hù)匕(相對(duì)于則流體的流速2Sc來說，v可以忽略不計(jì)，故C2-V2c2)泌夕Aqv =Lt流體的體

20、積流量8S因此，c和D已知時(shí)，測出時(shí)差 t，便可求出qv。便攜式超聲波流量計(jì)是將換能器用夾裝件固定在測量管道的外壁上，無需管道 斷流，安裝簡單、使用方便。測量時(shí)，晶體發(fā)出的聲波通過聲楔、耦合劑、管道壁、襯里等 物件傳到被測流體。在測量時(shí)需確定被測管道外徑、管道厚度及襯里厚度以計(jì)算管道流通截面積， 確定管道材質(zhì)、襯里材質(zhì)、流體名稱和流體黏度以計(jì)算超聲波的傳播速度，還需確定換能器 的安裝方式以計(jì)算超聲波的傳播長度。當(dāng)以上這些數(shù)據(jù)輸入到流量計(jì)的主機(jī)后，主機(jī)可以精確地計(jì)算出換能器的安裝 距離。2安裝方法換能器常見的3種安裝方式為Z法、V法、W法，如圖2所示。通常情況下，管徑小于 300mm寸，采用V法

21、安裝，管徑大于 200mm或接收到的信號(hào)較弱時(shí)，宜采用 Z法安裝。對(duì)于既可以用 V法安裝又可以用 Z法安裝的換能器，盡量選 用Z法。實(shí)踐表明，Z法安裝的換能器超聲波信號(hào)強(qiáng)度高，測量的穩(wěn)定性也好。當(dāng)管道直徑非常小，在DN80以下時(shí)，可采用W法,但此種測量方法超聲波經(jīng)多次反射，接收到的信號(hào)非常弱，而且對(duì)安裝的要求也很高，建議盡量不要采用此方法。as能甘法S2超聲彼換能器的安裝方式安裝換能器時(shí)，管道外表面應(yīng)去除保溫層、去漆，銹跡應(yīng)砂平，涂勻耦合劑,不能有空隙，否則聲波會(huì)在固、氣界面上發(fā)生折射，無法傳到被測流體。換能器前后要有足夠長的直管段，以確保流體所需的流速分布，一般情況下要求前直管段10D以上，

22、后直管段5D以上，而且上游30D內(nèi)不能裝泵、閥等擾動(dòng)設(shè)備。換能器 安裝在傾斜和水平管道上時(shí)， 不要裝在上部或底部，以免管道內(nèi)的氣體或雜質(zhì)進(jìn)入測量聲道。換能器的安裝要使超聲波傳播途徑通過管道中心2。3測量精度將便攜式超聲波流量計(jì)安裝在水流量標(biāo)定裝置不同管徑的管道上，對(duì)其進(jìn)行實(shí)流測試，由測試數(shù)據(jù)可以看出，便攜式超聲波流量計(jì)的測量精度可達(dá)1.5級(jí)。當(dāng)在現(xiàn)場安裝使用時(shí)，因受現(xiàn)場條件、介質(zhì)狀態(tài)、管道數(shù)據(jù)及安裝的影響，測量精度略有降低，但測量誤差不應(yīng)超過其實(shí)際流量的士5%因此，使用便攜式超聲波流量計(jì)對(duì)在線流量計(jì)進(jìn)行在線比對(duì)是完全可行的。4在線測量中易出現(xiàn)的問題及對(duì)策如果便攜式超聲波流量計(jì)安裝啟動(dòng)后，出現(xiàn)輸

23、出時(shí)有時(shí)無，且誤差大的現(xiàn)象,有以下幾種可能。（1）換能器的安裝距離不對(duì)。 此時(shí)需檢查換能器的安裝距離與主機(jī)計(jì)算出的數(shù)據(jù)是否一致，輕微調(diào)整換能器的安裝位置與距離，提高信號(hào)強(qiáng)度。（2）儀表設(shè)定的管徑、襯里、流體等參數(shù)有誤。此時(shí)需要對(duì)參數(shù)重新進(jìn)行核實(shí)。（3）換能器的安裝位置不對(duì)。換能器安裝時(shí)應(yīng)避開管道的焊縫及連接處，也不能裝 在傾斜或水平管道的上部或底部，上部有可能流體不滿管，底部則有可能有雜質(zhì)或泥沙。（4）流體中氣泡太多。此種情況下排除氣體即可得到穩(wěn)定的信號(hào)。（5）管道內(nèi)部有結(jié)垢，凹凸不平。此時(shí)可以用手錘擊打測量點(diǎn)的管壁，如果接收到 的信號(hào)強(qiáng)度不斷上升，則說明是管道內(nèi)壁結(jié)垢太厚引起的，可繼續(xù)擊打測

24、量點(diǎn)，使接收的信 號(hào)達(dá)到要求為止。（6）附近有泵或有無線電波干擾。換能器的安裝需避開這些位置。5結(jié)論綜上所述可以看出，便攜式超聲波流量計(jì)在實(shí)際應(yīng)用中具有不可替代的優(yōu)勢(shì)： 可實(shí)現(xiàn)不斷流測量，設(shè)備體積小，便于攜帶，安裝方便；外卡式探頭，不干擾流場，無壓力 損失；儀表無可動(dòng)及易損部件，穩(wěn)定性好；適用范圍廣，可用于各種類型流量計(jì)的在線比對(duì);適應(yīng)性強(qiáng)，可用于不同管徑的比對(duì)；標(biāo)準(zhǔn)表價(jià)格基本與所測管徑無關(guān)，性價(jià)比高。但便攜式超聲波流量計(jì)受其自身測量方式的限制，測量精度受到很多外界因素 的影響，在實(shí)際應(yīng)用中也存在著一些不足之處。（1）要求用戶確定管道條件，包括管道材質(zhì)、確切的管道外徑、壁厚、襯里材 質(zhì)和厚度等

25、，當(dāng)管道條件不確定時(shí)，會(huì)降低測量準(zhǔn)確度。（2）對(duì)管道內(nèi)壁要求較高，不能有腐蝕、結(jié)垢、結(jié)晶等現(xiàn)象，銹蝕會(huì)改變超聲波傳 播路徑，襯里與內(nèi)管壁剝離的管道有氣體會(huì)嚴(yán)重衰減超聲波信號(hào)，襯里或結(jié)垢太厚的管道也 會(huì)帶來較大的流量誤差。（3）人為因素對(duì)測量的影響較大，對(duì)操作人員要求很高。（4）便攜式超聲波流量計(jì)的精度相對(duì)低一些，不能用作流量計(jì)標(biāo)定，只可提供在線流量計(jì)的參考數(shù)據(jù)。（5）主要用來測量潔凈的流體和雜質(zhì)含量不高（雜質(zhì)含量小于10g/L ,粒徑小于1mm的均勻流體，而不能用來測量氣體流量，因?yàn)楣艿篮捅粶y氣體的密度相差太大，聲波在管道壁中的傳播速度遠(yuǎn)大于氣體中的傳播速度，聲波經(jīng)過管壁折射后已無法滿足測量要

26、求。參考文獻(xiàn)：1 中石化集團(tuán)公司石油化工設(shè)備維護(hù)檢修規(guī)程北京：中國石化出版社，20042 朱炳興，王森.儀表工試題集.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004水污染源在線明渠超聲波流量計(jì)對(duì)比確認(rèn)方法的探討0引言隨著科學(xué)的發(fā)展，水污染源流量測量逐漸由不定期瞬時(shí)監(jiān)測轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)在線監(jiān)測，與其他污染物（如，COD Cr,NH3-N）在線監(jiān)測儀器相配套，滿足了國家對(duì)排污源主要污染物總量 控制的要求。目前，廣泛使用、方便、準(zhǔn)確可靠的污水排放計(jì)量手段是非接觸測量方式的超聲 波明渠流量計(jì)。超聲波的特征是頻率高、波長短、衍射現(xiàn)象小、方向性好、在液體和固體中 衰減小、穿透率大、遇到雜質(zhì)或分界面有顯著的反射1。根據(jù)計(jì)量要求，

27、對(duì)污水排放企業(yè)安裝的在線設(shè)備必須進(jìn)行對(duì)比監(jiān)測。完成該項(xiàng)工作的單位主要為省、市級(jí)環(huán)境保護(hù)監(jiān)測站，且以市級(jí)環(huán)境監(jiān)測站為主。對(duì)于污染物在線監(jiān)測設(shè)備的對(duì)比，一般采集平行樣，1個(gè)樣品在線儀器分析，另1個(gè)樣品送到化驗(yàn)室分析，然后進(jìn)行2個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)比，確定污染物在線監(jiān)測設(shè)備是否合 格。對(duì)于流量的監(jiān)測目前還比較困難，因?yàn)榇蟛糠质屑?jí)站的流量計(jì)是旋槳轉(zhuǎn)子流量計(jì)，與超聲波流量計(jì)配套的主要是溢流堰或槽，這些堰或槽不具備轉(zhuǎn)子流量計(jì)測量條件。因此，必須采用全新的思路對(duì)明渠超聲波在線流量儀進(jìn)行比對(duì)。筆者是通過確認(rèn)明渠超聲波流量計(jì)是否正確 安裝，對(duì)應(yīng)水頭高度與相應(yīng)的流量是否吻合來比對(duì)確認(rèn)在線超聲波明渠流量計(jì)的。1 比對(duì)測量的原理

28、 目前，運(yùn)城市排污企業(yè)安裝的超聲波流量計(jì)主要是北京九波聲迪科技有限公司生產(chǎn)的WL-1A型超聲波明渠流量計(jì)，常用的量水堰槽有直角三角堰、矩形堰和巴歇爾槽（見圖1）。其中，大部分企業(yè)安裝的是巴歇爾槽，只有極少數(shù)企業(yè)安裝的是三角堰、矩形堰。巴歇爾槽的 水位一流量關(guān)系由實(shí)驗(yàn)室標(biāo)定，且對(duì)于上游行進(jìn)渠槽條件要求較弱。由于三角堰和矩形堰的水位一流量關(guān)系來源于理論計(jì)算，因此容易忽略一些使用條件帶來附加誤差。圖I常用的彊氷?duì)€槽圖WL-1A儀表直接測量的物理量是液位。 用于明渠測流量時(shí)，在明渠上安裝量水堰槽。 量水堰槽把明渠內(nèi)流量的大小轉(zhuǎn)成液位的高低。儀表測量量水堰槽內(nèi)的水位，再按相應(yīng)量水堰槽的水位一流量關(guān)系反算

29、出流量。1.1 測量水堰槽測流量的原理渠內(nèi)的流量越大，液位越高；流量越小，液位越低（見圖2）。圖2超區(qū)波測滋位的原理一般渠道，液位與流量沒有確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系 ，因?yàn)橥瑯拥乃?，流量的大小還與渠道 的橫截面積、坡度、粗糙度有關(guān)。在渠道內(nèi)安裝測量的水堰槽，由于堰的缺口或槽的縮口橫截面積比渠道的小，所以渠道上游水位與流量的對(duì)應(yīng)關(guān)系主要取決于堰槽的幾何尺寸。同樣的測量水堰槽放在不同的渠道上，相同的液位對(duì)應(yīng)相同的流量。量水堰槽的作用就是把流量轉(zhuǎn)成液位。量水堰槽的水位 一流量關(guān)系可以從 JJG 711 90明渠堰槽流量計(jì)中查到。1.2 超聲波測液位的原理超聲波測液位采原則見圖3。直命三角堰水流方商一置角三角

30、堰r水流方向水匚圖3常用的雖水堰槽圖眷癥較小時(shí)，水位較低超聲波測液位采用超聲波回聲測距法，探頭固定安裝在量水堰槽水位觀測點(diǎn)的上方，對(duì)準(zhǔn)水面發(fā)射超聲波。超聲波經(jīng)過t1時(shí)間,走過E1距離,碰到校正棒。一部分超聲波能量被校正棒反射，并被探頭接收（儀表在顯示器上校波”的指示位置出現(xiàn) ”提示符）。儀表記錄這段時(shí)長t1。超聲波的另一部分能量繞過校正棒，經(jīng)過t2時(shí)到達(dá)水面。這部分能量被水面反射后,被探頭接收（儀表在顯示器上回波”的指示位置出現(xiàn) ”提示符）。儀表記下這段時(shí)長t2。校正棒的長度 E1是固定的。儀表根據(jù)t1與t2的比例,再乘以E1,求出水面到探頭的距離D。根據(jù)北京九波生迪科技有限公司編寫的WLA-

31、1A型超聲波明渠流量計(jì)使用說明書（2007）安裝儀表時(shí)，通過按鍵已向儀表的存儲(chǔ)器內(nèi)設(shè)置了探頭（法蘭盤位置）到水位等于0的距離L。儀表從內(nèi)存讀取參數(shù)L。用L減去D,求出液位H,再根據(jù)堰槽類型，計(jì)算出水頭高度。儀表的作用就是控制探頭發(fā)射和接收超聲波得到液位數(shù)據(jù)，計(jì)算得到相應(yīng)的測量值把液位轉(zhuǎn)成流量。詳細(xì)操作參看儀表說明書。2 安裝要求堰或槽一般由正規(guī)廠家設(shè)計(jì)安裝，筆者只簡單介紹 傳感器的安裝。堰式流量計(jì)的超聲波或靜壓液位傳感器安裝在上游距堰板最大水頭的3倍4倍處。研究發(fā)現(xiàn)置于3.5倍最大水頭處，將渠底進(jìn)行整平，保證測量時(shí)流量計(jì)固定不動(dòng)，測量精度更高2。槽式流量計(jì)的巴歇爾槽和無喉道槽配接的超聲波或靜壓

32、液位傳感器安裝在距喉道2/3收縮段長度的位置。安裝超聲波液位傳感器注意事項(xiàng)是，a）超聲波液位傳感器發(fā)射聲波面要垂直對(duì)準(zhǔn)水面;b）超聲波液位傳感器的安裝高度不要過高，安裝高度稍大于最高水位加上盲區(qū)（此距離不能用于測量）的距離即可；c）超聲波液位傳感器有波束角，安裝時(shí)要使其聲波傳播路徑上沒有 其他反射面2。3 實(shí)際應(yīng)用3.1 測量前的準(zhǔn)備實(shí)際工作中，監(jiān)測人員帶上卷尺或測量尺（要求精確到0.001 m）和裝有Excel文件 的手提電腦即可。在現(xiàn)場監(jiān)測人員觀察堰槽形狀，檢查設(shè)備安裝位置合格,設(shè)備完善后，測量堰槽的各種參數(shù),如，三角堰的角度及水頭高度，矩形堰測量渠寬、堰開口寬度及水頭高度，巴歇爾 槽測量

33、喉口的寬度和喉口上游水深 ，最后根據(jù)堰槽的各種參數(shù)確定應(yīng)使用的公式。3.2 測量位置矩形堰或三角堰水頭的測量位置位于出水口的上游緊靠渠壁的位置，測量水深H減去P值，得到水頭高度h值（見圖4）。巴歇爾槽測量位置位于緊靠近喉口的上游靠渠壁的位置。 注意測量設(shè)備不能緊貼超聲波傳感器，防止對(duì)其形成干擾，同時(shí)測量器具要細(xì)且有一定的機(jī)械強(qiáng)度，如，測量巴歇爾槽水深時(shí)，水流比較急測量工具容易變形 ，一些小尺寸的巴歇爾槽如果測 量工具粗笨會(huì)使水面高度提高。圖4水頭高度山的處理示意圖3.3 計(jì)算公式每個(gè)企業(yè)的在線監(jiān)測設(shè)施都有驗(yàn)收?qǐng)?bào)告。根據(jù)報(bào)告提供的計(jì)算公式計(jì)算流量 ，也可根據(jù)在線流量計(jì)說明書提供的計(jì)算公式計(jì)算流量。3.4 方法應(yīng)用對(duì)比監(jiān)測時(shí)，首先把計(jì)算公式輸入計(jì)算機(jī)的 Excel文件，設(shè)計(jì)好最快捷的計(jì)算