超声波流量计

超声波流量计的特点

    超声波流量计的测量原理主要有时差式和多普勒式。多普勒式超声波流量计只能用于测量介质中含有适量能反射超声波信号的颗粒或气泡的流体，它对被测介质要求比较苛刻，既不能是洁净水，同时杂质含量要相对稳定，才能稳定测量。目前生产最多、应用范围最广泛的是时差式超声波流量计，它主要用来测量洁净的流体流量。

    时差式超声波流量计按换能器安装方式可以分为外贴式、管段式、插入式3类：

    外贴式：有便携式和固定式两种，安装换能器无需管道断流，即贴即用。便携式超声波流量计具有很大的机动性，主要用于对不同管道的流体流量作临时测量，使用内置充电电池供电；固定式超声波流量计在某一固定位置，对某一特定管道内的流体的流量进行长期不间断的计量，使用220V交流电源，有4-20mA信号输出等功能。

    管道式：将换能器与测量管道组成一体，测量精度也较其他超声波流量计高，但安装时必须断流切开管道才能进行，但传感器可以不停产维修。其测量管材质有碳钢、316L不锈钢、哈氏合金C等，一体型测量温度可达140℃，对于高温介质可用分体型，最高温度可达180℃。可以测量固体颗粒含量<5%（按体积计）或气体含量<2%（按体积计）的均匀流体，测量精度可达0.5%。

    插入式：在安装时可以利用专门工具在有流体的管道上打孔，把换能器插入管道内，其信号的发射、接收不经过管壁和管衬，所以它的测量不受管道和管衬材质的影响。插入式传感器可以避免耦合剂的问题，能够在管路内壁严重结垢或流体含气的情况下，实现稳定可靠的测量。

传感器类型的选择对比

    ①便携式外贴超声波流量计，使用方便，最适用于评估管网流动状况或用作检查管道上其它流量仪表的运行情况。

    ②外贴式传感器不存在直接腐蚀的问题，但管道内表面腐蚀结晶，也会造成测量不准。

    ③外贴式传感器由于偶合剂在使用一段时间后易出现发干的现象，影响检测效果，在较大的直径的管道上不宜使用。

    ④外贴式传感器短时测量时用黄油，也可用凡士林等酯类，长期测量可用硅酯或硅胶。

    ⑤外贴式传感器不适用于测量气体。

超声波流量计的安装

    超声波流量计换能器不合理安装是使其不能正常工作的主要原因。安装换能器需要考虑位置的确定和方式的选择两个问题。确定位置时除保证足够的上下游直管段外（前10D，后5D），尤其要注意换能器尽量避开有变频调速器、电焊机等污染点源的地方。在安装方式上，主要有V方式和Z方式，通常情况下，管径小于300mm时，采用V方式安装，管径大于300mm时，采用Z方式安装。

超声波流量计的应用

    在醋酸装置中对于低电导率强腐蚀的纯醋酸介质选用316L材质管道式超声波流量计取代原有孔板和陶瓷内衬电磁流量计取得了良好效果，克服了孔板流量计易腐蚀泄漏、维护费用高和陶瓷内衬电磁流量计易夹碎、不抗温度剧烈变化而损坏的缺点。原有循环水总管（DN700）的流量测量为涡轮流量计，其投运1年后，由于涡轮流量计轴承磨损，计量误差很大，后用外夹固定式超声波流量计取代，运行稳定，克服了涡轮流量计轴承较易磨损，寿命较短的缺点。

    在化工企业，单个换热设备的冷却水一般都不安装流量计计量。但有时候需要标定每个设备的能力，为扩建改造和新建装置提供设计依据。目前我们正在进行第3套60万吨/年醋酸装置的设计，在不停车状况下，用便携式超声波流量计测量换热器的循环水流量，获得了大量的数据，就可以准确的分析和标定众多换热器的能力，为更好的设计第3套装置提供料可靠的依据，同时也节省了安装众多流量计的费用，又避免装置停车造成不必要的损失。