超聲波流量計(jì)的研究與應(yīng)用

王鈺涵(天津大港油田灘海開發(fā)公司， 天津 300280)

超聲波流量計(jì)的研究與應(yīng)用

王鈺涵(天津大港油田灘海開發(fā)公司， 天津 300280)

超聲波流量計(jì)應(yīng)用情況需要充分堅(jiān)持幾個(gè)方面的基本原理，具體包括時(shí)差法原則以及多普勒原則。當(dāng)前階段，比較常見的額超聲波流量計(jì)主要采用的是時(shí)差法原則。多普勒法類型的流量計(jì)則主要針對(duì)一些監(jiān)測(cè)質(zhì)量相對(duì)要求更好的環(huán)境中，因此設(shè)備具有局限性。本研究具體介紹此兩類型流量計(jì)的原理特點(diǎn)，并通過對(duì)比分析的方式，確定應(yīng)當(dāng)選擇更加合乎實(shí)際需要的類型。此外同樣也對(duì)流量計(jì)安裝與校準(zhǔn)等工序的基本問題進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，希望能夠?qū)ξ磥砉に嚢l(fā)展提供幫助。

超聲波流量計(jì)研究

超聲波流量計(jì)屬于一種應(yīng)用在體積流量測(cè)試方面的設(shè)備。其具有幾個(gè)方面的特點(diǎn)，設(shè)備并不需要插入到任何被測(cè)試流體之中，并不會(huì)對(duì)流體速度產(chǎn)生任何影響，更加不會(huì)影響流體壓力，可以應(yīng)用在任何液體之中，包括具有高粘度以及腐蝕性液體之中。非導(dǎo)電性等相關(guān)液體流量監(jiān)測(cè)同樣始終本流量計(jì)?；谏鲜鲋写祟愋蛢?yōu)勢(shì)，超聲波流量計(jì)的實(shí)際發(fā)展進(jìn)程較快，已經(jīng)成為了當(dāng)前最為常見的測(cè)試流量計(jì)類型。希望通過本研究能對(duì)未來超聲波流量計(jì)的應(yīng)用與發(fā)展提供借鑒和幫助。

1 時(shí)差法原則下的超聲波流量計(jì)

設(shè)備管道位置之中的流體速度未為0的情況下，按照流動(dòng)方向順流產(chǎn)生的超聲波將會(huì)進(jìn)一步提速，逆流傳播超聲波效果將會(huì)下降。為此，對(duì)比不存在流體流動(dòng)條件中，管道之中存在流體流動(dòng)，此時(shí)順流時(shí)間tD會(huì)發(fā)生縮短情況，逆流傳播時(shí)間tU則將會(huì)進(jìn)一步延長。結(jié)合傳播時(shí)間差則能夠運(yùn)算得到流體實(shí)際流速情況，這就是時(shí)差法原則下的超聲波流量計(jì)的原理。

2 多普勒法原則下的超聲波流量計(jì)

多普勒法主要是一種應(yīng)用了聲學(xué)多普勒工作原理對(duì)流體實(shí)施測(cè)量的一種特殊方法。多普勒效應(yīng)強(qiáng)調(diào)生源以及目標(biāo)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)過程中，產(chǎn)生的頻率上的改變情況。通過頻率變化正比于運(yùn)動(dòng)目標(biāo)和靜止發(fā)射設(shè)備之間的相對(duì)速度完成判斷。多譜勒式超聲波流量計(jì)，只能用于測(cè)量含有適量能反射超聲波信號(hào)的顆粒或氣泡的流體。

在確定超聲波流量計(jì)的過程中，首先需要結(jié)合被測(cè)量流體實(shí)際情況與特質(zhì)進(jìn)行分析，完成初型判斷，但是，涉及到所有廠家的多種技術(shù)特點(diǎn)，做為工程設(shè)計(jì)人員還應(yīng)該進(jìn)行綜合判斷，同時(shí)，還要考慮項(xiàng)目的統(tǒng)一性，價(jià)格因素等，最終選取合適的流量計(jì)類型。

3 超聲波流量計(jì)的應(yīng)用分析

在實(shí)際應(yīng)用過程中應(yīng)當(dāng)充分結(jié)合實(shí)際情況確定不同類型的超聲波流量計(jì)的使用。錯(cuò)誤的選型則可能導(dǎo)致流量測(cè)量的失誤。傳感器探頭設(shè)計(jì)缺乏合理性則有可能造成超聲波流量計(jì)無法正常使用。因此，需要注意幾個(gè)方面的問題：第一，是應(yīng)當(dāng)確保擁有足夠的直管。第二，要注意傳感設(shè)備的探頭位置應(yīng)當(dāng)能夠躲避變頻調(diào)速器等環(huán)境。通常情況下，流量器在直管段位置上的要求主要是能夠達(dá)到直管段前10D后5D的位置即可。

探頭安裝方面，需要充分按照時(shí)差法原則類型，包括夾裝、插入以及整體法蘭類型。這當(dāng)中整體法蘭式的情況十分簡(jiǎn)便，僅對(duì)管道以及整體之間通過螺栓完成連接即可。

在工程應(yīng)用環(huán)節(jié)之中，如果通過利用更多的現(xiàn)在安裝流量計(jì)，則需要配置便攜式超聲波流量計(jì)，并應(yīng)用在核對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表方面的結(jié)果上。因此，就能夠?qū)λ行卵b流量計(jì)進(jìn)行設(shè)置與調(diào)試，并完后曾核對(duì)。確定位置與精準(zhǔn)性。同時(shí)，更加可以在安裝運(yùn)行環(huán)節(jié)，對(duì)在線運(yùn)行超聲波流量計(jì)產(chǎn)生異常流量條件下，通過配置便攜式超聲波流量完后曾核準(zhǔn)，追查造成流量異常的主要成因，分析儀表產(chǎn)生故障的情況。

此外，定期維護(hù)超聲波流量計(jì)方面的長期穩(wěn)定運(yùn)行具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。區(qū)別于其他類型的流量設(shè)備，在維護(hù)量方面相對(duì)更小。夾裝式超聲波實(shí)際安裝條件下并不會(huì)產(chǎn)生壓力損失情況，也不會(huì)存在泄漏問題，只需要檢查探頭位置上是否發(fā)生了松動(dòng)即可，且在與管道兩者之間的粘合劑是否發(fā)生了損壞。而插入式設(shè)備則需要除垢，且還要觀察是否存在漏出情況。而采用整體式的設(shè)備在，則應(yīng)當(dāng)對(duì)設(shè)備與管道之間是否形成了良好的法蘭連接進(jìn)行必要的檢查，還要確?，F(xiàn)場(chǎng)溫度情況與濕度條件，確保并不會(huì)對(duì)電子設(shè)備等造成影響。

4 結(jié)語

綜上所述，超聲波流量計(jì)的設(shè)計(jì)工藝水平進(jìn)一步提升，產(chǎn)品的實(shí)際銷量也在逐步增加，促使這項(xiàng)產(chǎn)品的發(fā)展勢(shì)頭迅猛。工業(yè)發(fā)展速度加快促使流量計(jì)的優(yōu)勢(shì)得以充分體現(xiàn)，并被應(yīng)用在相關(guān)行業(yè)之中。為此，在工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)之中，超聲波流量計(jì)所具有的正確使用方法則顯得十分重要，希望通過本研究能夠?qū)Τ暡髁坑?jì)的應(yīng)用起到一定的借鑒和幫助。

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