關(guān)于串接式超聲波流量計(jì)基本概述

固定安裝在管道上的串接式超聲波流量計(jì)能對(duì)連續(xù)的流動(dòng)過(guò)程進(jìn)行測(cè)定，并具有精度高、無(wú)需維護(hù)和與雷諾系數(shù)無(wú)關(guān)等特點(diǎn)。這種流量計(jì)配置的選擇種類如下。

1)法蘭或焊接連接

該儀器采用法蘭或焊接連接方式以串聯(lián)形式嵌人整體的管道系統(tǒng)中(見(jiàn)圖5.12)。應(yīng)用范圍從飲料和供暖管道到原油管道。

2)標(biāo)準(zhǔn)的雙聲道測(cè)量

圖5.13是在管道中雙并行測(cè)量聲道的位置示意圖。這種離管道中心有一定間距的聲道配置使測(cè)量結(jié)果與雷諾系數(shù)完全無(wú)關(guān)，并且無(wú)論是層流還是紊流的流速分布都能達(dá)到近似相同的測(cè)量結(jié)果。但是，當(dāng)流速分布形狀產(chǎn)生非對(duì)稱的畸變時(shí)，雙通道測(cè)量方法的測(cè)量精度明顯變差。因此，在流量計(jì)前需采用入口引導(dǎo)管道使流速分布趨于軸向?qū)ΨQ。

3)可在運(yùn)行工況條件下更換超聲波傳感器的結(jié)構(gòu)

傳感器安放在全焊接的傳感器外殼內(nèi)，殼內(nèi)面向管道固定有一塊能透過(guò)超聲波的窗口材料。這樣，在運(yùn)行條件下能方便地更換傳感器(見(jiàn)圖5.14)。

4)測(cè)量管道的標(biāo)稱口徑和測(cè)量范圍

該儀器有從DN25到DN3000的標(biāo)稱直徑可供選擇。它們能精確測(cè)量在1m³/h～100000m³/h范圍內(nèi)的流量。

3000mm的流量計(jì)要在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行標(biāo)定后才能使用。但是，這樣大的儀器不能采用濕標(biāo)定方法。標(biāo)定的參數(shù)必須由傳感器間距和管道的內(nèi)徑通過(guò)計(jì)算得出。這樣，測(cè)量精度(示值相對(duì)誤差)能達(dá)到2%。

5)大量程的測(cè)量

經(jīng)過(guò)對(duì)水的精確標(biāo)定，這種結(jié)構(gòu)的超聲波流量計(jì)能達(dá)到足夠高的精度和較大的測(cè)量量程1:35(見(jiàn)圖5.15)。它可替代量程小、長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性差和由于磨損使使用壽命縮短的壓差式流量計(jì)。

通常，按照廠商規(guī)定，被測(cè)介質(zhì)溫度能允許達(dá)到150℃～200℃在石化領(lǐng)域內(nèi)許多管道中，介質(zhì)溫度超過(guò)500℃或壓力可達(dá)150MPa，這時(shí)，用戶應(yīng)按要求選擇特制產(chǎn)品。

6)溫度和壓力分別達(dá)到500℃和150MPa的時(shí)差式超聲波流量計(jì)

該流量計(jì)的工作原理同上。為了在高溫環(huán)境下保護(hù)壓電傳感器和限制壓力作用，不能僅采用傳感器前幾毫米厚的窗口材料(見(jiàn)圖5.14)。因此，傳感器可前置過(guò)渡桿加以保護(hù)(見(jiàn)圖5.16)。

超聲波信號(hào)經(jīng)過(guò)過(guò)渡桿向流體發(fā)送和接收。壓電傳感器可遠(yuǎn)離很熱的測(cè)量管道，以便能避免壓電元件過(guò)熱損壞。過(guò)渡桿的安裝表面和管道都能承受150MPa的壓力。各廠商生產(chǎn)的過(guò)渡桿的結(jié)構(gòu)都各不相同。整體過(guò)渡桿通過(guò)特殊的外部造型使超聲波聚集在過(guò)渡桿內(nèi)傳播，而不能向外傳播。另一種結(jié)構(gòu)是采用多根細(xì)金屬棒扎成過(guò)渡桿，這也能達(dá)到同樣的效果。

超聲波脈沖通過(guò)過(guò)渡桿所需的附加時(shí)間由測(cè)量變送器在確定T1和T2時(shí)間時(shí)自動(dòng)給予補(bǔ)償。

低溫的管壁會(huì)使被測(cè)介質(zhì)凝固或結(jié)晶，這時(shí)可使用帶有加熱外殼的流量計(jì)(見(jiàn)圖5. 17)。