20世紀(jì)70年代隨著電子技術(shù)的發(fā)展以及超聲波流量計的*優(yōu)點(diǎn)，正受到各地的普遍關(guān)注和歡迎。并在90年代得到迅速發(fā)展，近幾年在供水行業(yè)得到了廣泛認(rèn)可和應(yīng)用。目前市場上用于測清水的超聲流量計商家及型號雖然繁多，但總的看來，在設(shè)計模式上都是時差法（有時以頻差法或時頻法型式表現(xiàn)出來）大同小異，有的廠家把自己的流量計宣傳得，就有些言過其實。
超聲波流量計的原理一般用戶只需大致了解即可，用戶zui注重儀表性能和實用。 本文只想著重就國產(chǎn)超聲波流量計的選型安裝，并結(jié)合我們的使用經(jīng)驗為同行合理選擇和應(yīng)用提供一些可以借鑒的方法、經(jīng)驗，并提出一些我們所遇到的困難，以便與同行和生產(chǎn)廠家探討、研究。
—、超聲波流量計
目前市面上用于供水行業(yè)的超聲波流量計大多屬時差式，此種流量計已進(jìn)入一個比較成熟的階段，對供水行業(yè)的中、大管道的流量計量已*可以滿足要求。根據(jù)使用場合不同，可以分為固定式超上超聲流量計和便攜式超聲流量計。
1．便攜式流量計主要用于臨時的對比測量，機(jī)動性很的很大，價格較固定式貴一些，若用于固定測量有點(diǎn)浪費(fèi)。便攜式超聲波流量計，在使用中由于是臨時測量，管徑、管材也不固定。除正確輸入各種數(shù)據(jù)外，要保證上、下游直管段。換能器（也稱探頭）安裝也很重要，小管道（３００mm以下）盡量用“V”法，這樣可延長聲程，提高測量精度，３００mm以上的管道只能用“Z”法測，從我們的實際經(jīng)驗看，３００mm以上管道用“V”法很難找到信號。當(dāng)然如果能找到信號且信號強(qiáng)又穩(wěn)定用“V”法更好。“V”法安裝較之“Z”法安裝對直管段的要求要短得多。
2．固定式超聲波流量計
固定式又分為外夾式、插入式、管段式三種。
（1）外夾式：早期的流量計都為外夾式，大家較熟悉，也是應(yīng)用zui廣泛的超聲波流量計。但此種流量計zui大的缺點(diǎn)是：不能用在水泥管上。所以近幾年又出現(xiàn)了插入式超聲波流量計。
（2） 插入式超聲流量計
此種流量計是利用管道開孔工具在管壁上開一小孔，利用管箍（或夾板）把換能器插入管道內(nèi)，直接與水接觸，其安裝測量不受限制，其信號的發(fā)射，接收只經(jīng)過水介質(zhì)，信號強(qiáng)且穩(wěn)定。
缺點(diǎn)：大管道探頭安裝（特別是外壁粗糙的管道）不易定位，埋在地下多年的老管道（因生產(chǎn)工藝、廠家等諸多因素）管壁厚度、內(nèi)徑不能準(zhǔn)確確定，是影響測量精度（準(zhǔn)確度、以下簡稱精度）的主要原因之一。
（3）管段式超聲波流量計
某些管道因材質(zhì)疏、導(dǎo)聲不良或銹蝕嚴(yán)重，襯里和管壁有間隙等原因、造成超聲波信號衰減嚴(yán)重，用外夾式超聲流量計無法正常測量時，可用管段式（又稱滿管式）超聲流量計。它是把換能器與一段標(biāo)準(zhǔn)的短管制成一體，出廠時經(jīng)過逐臺標(biāo)定的流量計，精度可以達(dá)到0.5級，主要用于計量數(shù)據(jù)較高的地方。注意：一定要在保證上、下游直管段的情況下才能確保其精度。
缺點(diǎn)：一次性投入較大，且必須斷流安裝
（4）以上介紹了幾種常用的單聲道流量計，國產(chǎn)流量計多屬此類。近幾年又出現(xiàn)了雙聲道，四聲道等多聲道超聲波流量計，多聲道流量計對提高測量精度有很大作用，此類多屬進(jìn)口流量計（國內(nèi)個別廠家也生產(chǎn)），但價格很高，如果資金充足，計量精度要求高可選此類超聲流量計。
3．選型
總的來講進(jìn)口超聲流量計比國產(chǎn)超聲流量計要*一些，但是價格要比國產(chǎn)貴2一3倍，國內(nèi)不少有實力的企業(yè)都擁有進(jìn)口超聲流量計
我們認(rèn)為多臺固定式國產(chǎn)超聲流量計、配一臺進(jìn)口便攜超聲流量計，作為對固定式流量計校對之用是比較合理的，因為目前國產(chǎn)超聲流量計完夠滿足供水企業(yè)的要求，以上對目前廣泛使用的各種超聲流量計的優(yōu)缺點(diǎn)作了簡單介紹，用戶可根據(jù)本企業(yè)的實際情況選擇。選購時注意幾點(diǎn)：
（1）多了解有關(guān)信息，以不被夸張的宣傳所迷惑。
（2）選擇有研發(fā)能力的生產(chǎn)廠家，這樣才能保證質(zhì)量及售后服務(wù)。
（3）所選擇的超聲波流量計要價廉物美，即能滿足需要就行，不必貪多求全，造成許多功能閑置不用，而增加購買成本。
二、超聲波流量計的應(yīng)用
1．固定式超聲波流量計（管段式、插入式、外夾式）購買后，要注意以下幾點(diǎn)：
（1）主機(jī)與換能器之間連接電纜（大部分廠家規(guī)定在300M以內(nèi)）要盡量短。一是減小信號衰減，二是防止外界干擾，使主機(jī)能長期穩(wěn)定工作。且要避免與動力電纜近距并行埋設(shè)。若無法避免應(yīng)穿鋼管加強(qiáng)屏蔽，或縮短信號電纜后加遠(yuǎn)傳顯示裝置。
（2）校零點(diǎn)，在流體靜態(tài)時，儀器的示值稱為“零點(diǎn)”（此時的示值不一定為零）。當(dāng)流量計的示值不為零時，任何時刻該“零點(diǎn)”的值將疊加在流量計的真值上，從而使測量值出現(xiàn)偏差。調(diào)零的目的就是消除安裝零點(diǎn)，確保測量精度。盡可能停水校零點(diǎn)，若確實不能停水校零可采取其它辦法。
（3）固定式流量計（除帶標(biāo)準(zhǔn)管外）安裝好后，要堅持逐臺校對。一是用便攜式超聲流量計校對，此法較簡便，二是對不能用便攜式流量計校對的管道（如水泥管等）可采用清水池校對，（如：我們在原管道已裝的渦輪流量計拆除后，安裝口留著，以便隨時用渦輪流量計校對，做到心中有數(shù)）。
（4）保證安裝時上、下游的直管段是確保計量準(zhǔn)確的前提條件。
超聲波流量計敏感于流過換能器的流速分布剖面，管道中流體的穩(wěn)定與否很重要，為了保證計量的準(zhǔn)確各廠家都規(guī)定上游要保證不小于10D，下游不小于5D的直管段，直管段長度對精度影響程度如何，中山水司所做的測試實驗，足以說明這個問題。
可以看出當(dāng)上、下游直管段長度不能保證時，流量計的測量誤差是很大的，且管徑越小，所引入的測量誤差越大。因此因條件限制不能保證上下游直管段時：1、要降低精度等級使用，2、采用其他方法測試校對，以修正誤差，3、改用其它形式的流量計。
（５）測量精度
高精度超聲流量計均為多聲道或管段式，中、小口徑管段式超聲流量計通常都做實流標(biāo)定，具有0.５％精度。
目前廣泛使用的國產(chǎn)單聲道超聲流量標(biāo)稱精度為１％，但在實際應(yīng)用中，由于現(xiàn)場管道的內(nèi)徑、壁厚、圓度都無法測量等諸多因素會使測量精度超出標(biāo)稱精度許多，對供水行業(yè)的計量來說，超聲波流量計的實際測量誤差能控制在3％以內(nèi)就不錯了。
三、疑點(diǎn)討論
1．測量介質(zhì)（如：水）溫度變化對測量精度的影響
時差式超聲波測量流速的計算公式為 V=C2·△T/2 L。 △T為兩傳感器之間的聲波時差，L為兩傳感器之間的距離，其中C為聲波在流體中的傳播速度，在溫度變化時也發(fā)生變化，特別是在冬夏季節(jié)水溫變化較大時，C2的變化就更大。超聲流量計在輸入?yún)?shù)時，只要求輸入測量時的溫度，那么溫度變化時，對測量精度的影響如何，本人未見過這方面論述，希望與同行或廠家共同探討。
2．低流速下測量的精度
較多商家的超聲流量計資料中都宣稱，流速范圍為±0-16m/s,某國外超聲流量計資料宣稱：再流速±14m/s內(nèi)可維持標(biāo)定精度。在低流速段0.2m/s以下是否還能保證±1％的精度呢？這就難說了。就此問題詢問過多個廠家，有的說：在0.04m/s時精度為5％，修正后可達(dá)1％，有的說：0.01m/s時，其誤差在±5%，但都無實驗數(shù)據(jù)，而事實上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了這個范圍。我們曾經(jīng)把一臺國產(chǎn)便攜超聲流量計送省*標(biāo)定，0.4m/s以上精度為1級。我們要求作了一個低流速點(diǎn)0.2m/s的標(biāo)定，結(jié)果誤差為－15%。
我們在超聲流量計的使用中多次遇到管道中水流速在0.2m/s以下的情況。所以對此問題比較關(guān)心，也想看到同行或廠家在低速度下所做的實驗。
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