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超声波流量计安装选型和使用注意事项

2017-01-06 16:39:17 | 人围观 | 评论:0

超声波流量计，作为流量计大家族中的一类，其应用比较少，表现也很普通，而且很难作为一级计量表来使用，大多数作为装置区的二级仪表甚至三级仪表来使用。
而在显示使用中，应用最多的领域就是水的测量，有少部分应用于气体的测量中，但效果不如其他的流量计使用效果好。
厂里使用了多种型号和不同厂家的超声波流量计，除了一台GE的超声波流量计应用于天然气的测量（效果不好，已经废弃），其余的都是应用于水的测量中。
在水的测量中主要有两大类应用：
一、大管线的水的流量检测――分体式超声波流量计
主要是各装置区的进出循环水流量，由于循环水的需求量大，基本上各个生产装置的循环水的进出关系都是几百毫米的管径，这种很粗管径的流量计如果在使用传统的流量表，其制造成本和安装都是一个很棘手的问题，所以这样的循环水的检测使用了分体式的超声波流量计，其结构按照换能器（传感器）的安装方式分为：插入式和外切式两大类。
插入式超声波流量计由于换能器的探头深入到管线内部，除去了管壁的影响，其精度较高，适用于压力较低，可以停止运行的施工安装中。外贴式超声波流量计由于换能器探头直接安装在管线的外部，其脱离了施工的繁琐，可以应用于高压管线的各种场合，但其因为管线外壁的影响，已经管线内壁介质结垢的影响，其精度较低。
二、除盐水等软化水的流量检测――一体式超声波流量计
生产装置中，需要水的地方很多，而水的检测仪表却比较少，我们生活中和工业中应用最简单也是最直观的流量表就是水表（旋翼式水表），但这种水表很少具有远传功能，只能就地指示，不利于生产的远传检测和控制，在工业上对于水的检测大部分使用了电磁流量计或者是智能电子流量计（涡轮流量计）。
但各个生产装置特别是锅炉性质的需水装置中，需要的水为脱盐、除氧后的软化水，这样的水的特性就是导电系数大大下降，无法使用电磁流量计检测水的流量而对于智能电子流量计由于内部有可动部件不仅损坏度较大而且对于软化水构成了二次污染，特别是对于水的阴阳离子浓度要求严格的需水设备中，最好使用污染小的检测仪表。所以其超声波流量计得到了较多应用。
大多数生产装置所用的软化水的需求量较低，其管线管径不大，大部分在100毫米以内，所以超声波流量计普遍按照传统的仪表来设计，使用法兰连接的模式，把超声波换能器及表体制作在一起，省掉了现场安装的繁琐，也避免了安装不当而造成的误差增大。按照现场的安装环境其二次表的转换器可以选择分体或者与换能器在一起的一体化两种方式。
安装要求
一、管线保证直管段
由于超声波流量计是速度式流量计，对于介质的流动特性有严格要求，必须保证在换能器检测中介质处于一个层流状态，所以其无论是大管径的分体式超声波流量计还是小管径下的一体式超声波流量计，在安装之前一定要保证仪表前后有足够的直管段。虽然对于直管段的要求大部分的速度式仪表都有这样的规定，但为了保证超声波流量计的良好使用，其直管段最可能的做到大于前10后5的标准，越大越好。
二、保证介质满管
使用中几乎所有的流量表都无法适应两相流的状况，而超声波流量计尤其如此，如果管线中介质不满管，那么其超声波流量计就无法平稳运行甚至完全失灵。
特别是在大管线的循环水的流量检测中，大部分的循环水管线处于垂直状态，此时其循环水出水的水流方向是从上向下流，如果装置需要循环水量较少，那么很难保证这个循环水流出的垂直管线中充满水。因此在施工安装过程中必须充分考虑，因为这种大管线的超声波流量计一旦安装很难在随意的改变安装位置，特别是插入式的超声波流量计。、
选型注意事项
一、尽可能的保证介质中没有固体颗粒等杂质
由于超声波流量计是速度式仪表，按照换能器的发收超声波的时间差来换算出介质的流速，一旦在测量中有固体介质流过，其对于超声波的发射和吸收能量会加大时间差及消弱超声波的能量，造成流速偏大或者仪表运行不稳。而这样随机固体颗粒的出现有很难对症性的根除，所以应用中常常出现超声波流量计间歇性的波动较大，甚至超程显示，而维修却找不到真正的故障原因。
二、选型时要注意介质的雷诺系数符合要求。
介质的雷诺系数虽然受温度的影响较大，但那些粘度高的油品是不适合应用超声波流量计的，因为粘度的增加，造成了介质在管线内部流动梯度的大幅度增加，粘度越大其梯度分布越大，从而导致换能器超声波收发时间差变大，而造成介质流速失真，失流量检测失去意义。因此超声波流量计应用最广泛的地方仍然在水的测量。
使用维护及故障
一 、流量计显示不准，变化频繁
这是超声波流量计最常见的故障，特别实在循环水流量检测应用中，由于循环水是进出两根管线，在现实应用中，常常出现出水管线的循环水流量大于进水流量，有的时候远远大于甚至超出测量范围，而有的时候流量大幅度的上下波动无法稳定。
主要故障原因：循环水出水管线介质不满管，水中有杂质、气泡、甚至有装置区内其它介质泄漏混入循环水中（有一年气分装置的循环水出水故障就是显示偏大超程，维修过程中发现气分装置区内的换热器内漏，大量的液化气泄漏到循环水中，造成循环水管线三分之一的部分为液化气介质）。
二、超声波流量计持续显示不准、甚至无法检测
特别实在插入式的分体式循环水流量检测中，由于换能器探头直接插入水中，长时间运行探头附着有水锈等水垢，造成超声波能量衰减、反应迟缓、时间差变大、引起测量误差变大。
此外收水的长期的侵蚀，其传感器的密封性能减弱，绝缘失效，造成传感器失效。
三、各种干扰的影响。
不论是电磁干扰、机械振动、已经介质内部的介质特性变化都有可能造成超声波流量计显示不准、甚至失灵。
维护
超声波流量计的维护和其他仪表基本一致、防水、防尘、防雷等等，但超声波流量计的使用故障排查和消除比其他流量计麻烦，甚至无从下手，而使用效果也不是特别优秀，所以在现场使用中应用很不是很普及。




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