超聲波流量計(jì),作為流量計(jì)大家族中的一類,其應(yīng)用比較少,表現(xiàn)也很普通,而且很難作為一級(jí)計(jì)量表來(lái)使用,大多數(shù)作為裝置區(qū)的二級(jí)儀表甚至三級(jí)儀表來(lái)使用。
而在顯示使用中,應(yīng)用最多的領(lǐng)域就是水的測(cè)量,有少部分應(yīng)用于氣體的測(cè)量中,但效果不如其他的流量計(jì)使用效果好。
廠里使用了多種型號(hào)和不同廠家的超聲波流量計(jì),除了一臺(tái)ge的超聲波流量計(jì)應(yīng)用于天然氣的測(cè)量(效果不好,已經(jīng)廢棄),其余的都是應(yīng)用于水的測(cè)量中。
在水的測(cè)量中主要有兩大類應(yīng)用:
一、大管線的水的流量檢測(cè)——分體式超聲波流量計(jì)
主要是各裝置區(qū)的進(jìn)出循環(huán)水流量,由于循環(huán)水的需求量大,基本上各個(gè)生產(chǎn)裝置的循環(huán)水的進(jìn)出關(guān)系都是幾百毫米的管徑,這種很粗管徑的流量計(jì)如果在使用傳統(tǒng)的流量表,其制造成本和安裝都是一個(gè)很棘手的問(wèn)題,所以這樣的循環(huán)水的檢測(cè)使用了分體式的超聲波流量計(jì),其結(jié)構(gòu)按照換能器(傳感器)的安裝方式分為:插入式和外切式兩大類。
插入式超聲波流量計(jì)由于換能器的探頭深入到管線內(nèi)部,除去了管壁的影響,其精度較高,適用于壓力較低,可以停止運(yùn)行的施工安裝中。外貼式超聲波流量計(jì)由于換能器探頭直接安裝在管線的外部,其脫離了施工的繁瑣,可以應(yīng)用于高壓管線的各種場(chǎng)合,但其因?yàn)楣芫€外壁的影響,已經(jīng)管線內(nèi)壁介質(zhì)結(jié)垢的影響,其精度較低。
二、除鹽水等軟化水的流量檢測(cè)——一體式超聲波流量計(jì)
生產(chǎn)裝置中,需要水的地方很多,而水的檢測(cè)儀表卻比較少,我們生活中和工業(yè)中應(yīng)用最簡(jiǎn)單也是最直觀的流量表就是水表(旋翼式水表),但這種水表很少具有遠(yuǎn)傳功能,只能就地指示,不利于生產(chǎn)的遠(yuǎn)傳檢測(cè)和控制,在工業(yè)上對(duì)于水的檢測(cè)大部分使用了電磁流量計(jì)或者是智能電子流量計(jì)(渦輪流量計(jì))。
但各個(gè)生產(chǎn)裝置特別是鍋爐性質(zhì)的需水裝置中,需要的水為脫鹽、除氧后的軟化水,這樣的水的特性就是導(dǎo)電系數(shù)大大下降,無(wú)法使用電磁流量計(jì)檢測(cè)水的流量而對(duì)于智能電子流量計(jì)由于內(nèi)部有可動(dòng)部件不僅損壞度較大而且對(duì)于軟化水構(gòu)成了二次污染,特別是對(duì)于水的陰陽(yáng)離子濃度要求嚴(yán)格的需水設(shè)備中,最好使用污染小的檢測(cè)儀表。所以其超聲波流量計(jì)得到了較多應(yīng)用。
大多數(shù)生產(chǎn)裝置所用的軟化水的需求量較低,其管線管徑不大,大部分在100毫米以內(nèi),所以超聲波流量計(jì)普遍按照傳統(tǒng)的儀表來(lái)設(shè)計(jì),使用法蘭連接的模式,把超聲波換能器及表體制作在一起,省掉了現(xiàn)場(chǎng)安裝的繁瑣,也避免了安裝不當(dāng)而造成的誤差增大。按照現(xiàn)場(chǎng)的安裝環(huán)境其二次表的轉(zhuǎn)換器可以選擇分體或者與換能器在一起的一體化兩種方式。
安裝要求
一、管線保證直管段
由于超聲波流量計(jì)是速度式流量計(jì),對(duì)于介質(zhì)的流動(dòng)特性有嚴(yán)格要求,必須保證在換能器檢測(cè)中介質(zhì)處于一個(gè)層流狀態(tài),所以其無(wú)論是大管徑的分體式超聲波流量計(jì)還是小管徑下的一體式超聲波流量計(jì),在安裝之前一定要保證儀表前后有足夠的直管段。雖然對(duì)于直管段的要求大部分的速度式儀表都有這樣的規(guī)定,但為了保證超聲波流量計(jì)的良好使用,其直管段最可能的做到大于前10后5的標(biāo)準(zhǔn),越大越好。
二、保證介質(zhì)滿管
使用中幾乎所有的流量表都無(wú)法適應(yīng)兩相流的狀況,而超聲波流量計(jì)尤其如此,如果管線中介質(zhì)不滿管,那么其超聲波流量計(jì)就無(wú)法平穩(wěn)運(yùn)行甚至完全失靈。
特別是在大管線的循環(huán)水的流量檢測(cè)中,大部分的循環(huán)水管線處于垂直狀態(tài),此時(shí)其循環(huán)水出水的水流方向是從上向下流,如果裝置需要循環(huán)水量較少,那么很難保證這個(gè)循環(huán)水流出的垂直管線中充滿水。因此在施工安裝過(guò)程中必須充分考慮,因?yàn)檫@種大管線的超聲波流量計(jì)一旦安裝很難在隨意的改變安裝位置,特別是插入式的超聲波流量計(jì)。、
選型注意事項(xiàng)
一、盡可能的保證介質(zhì)中沒(méi)有固體顆粒等雜質(zhì)
由于超聲波流量計(jì)是速度式儀表,按照換能器的發(fā)收超聲波的時(shí)間差來(lái)?yè)Q算出介質(zhì)的流速,一旦在測(cè)量中有固體介質(zhì)流過(guò),其對(duì)于超聲波的發(fā)射和吸收能量會(huì)加大時(shí)間差及消弱超聲波的能量,造成流速偏大或者儀表運(yùn)行不穩(wěn)。而這樣隨機(jī)固體顆粒的出現(xiàn)有很難對(duì)癥性的根除,所以應(yīng)用中常常出現(xiàn)超聲波流量計(jì)間歇性的波動(dòng)較大,甚至超程顯示,而維修卻找不到真正的故障原因。
二、選型時(shí)要注意介質(zhì)的雷諾系數(shù)符合要求。
介質(zhì)的雷諾系數(shù)雖然受溫度的影響較大,但那些粘度高的油品是不適合應(yīng)用超聲波流量計(jì)的,因?yàn)檎扯鹊脑黾?,造成了介質(zhì)在管線內(nèi)部流動(dòng)梯度的大幅度增加,粘度越大其梯度分布越大,從而導(dǎo)致?lián)Q能器超聲波收發(fā)時(shí)間差變大,而造成介質(zhì)流速失真,失流量檢測(cè)失去意義。因此超聲波流量計(jì)應(yīng)用最廣泛的地方仍然在水的測(cè)量。
使用維護(hù)及故障
一 、流量計(jì)顯示不準(zhǔn),變化頻繁
這是超聲波流量計(jì)最常見(jiàn)的故障,特別實(shí)在循環(huán)水流量檢測(cè)應(yīng)用中,由于循環(huán)水是進(jìn)出兩根管線,在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中,常常出現(xiàn)出水管線的循環(huán)水流量大于進(jìn)水流量,有的時(shí)候遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于甚至超出測(cè)量范圍,而有的時(shí)候流量大幅度的上下波動(dòng)無(wú)法穩(wěn)定。
主要故障原因:循環(huán)水出水管線介質(zhì)不滿管,水中有雜質(zhì)、氣泡、甚至有裝置區(qū)內(nèi)其它介質(zhì)泄漏混入循環(huán)水中(有一年氣分裝置的循環(huán)水出水故障就是顯示偏大超程,維修過(guò)程中發(fā)現(xiàn)氣分裝置區(qū)內(nèi)的換熱器內(nèi)漏,大量的液化氣泄漏到循環(huán)水中,造成循環(huán)水管線三分之一的部分為液化氣介質(zhì))。
二、超聲波流量計(jì)持續(xù)顯示不準(zhǔn)、甚至無(wú)法檢測(cè)
特別實(shí)在插入式的分體式循環(huán)水流量檢測(cè)中,由于換能器探頭直接插入水中,長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行探頭附著有水銹等水垢,造成超聲波能量衰減、反應(yīng)遲緩、時(shí)間差變大、引起測(cè)量誤差變大。
此外收水的長(zhǎng)期的侵蝕,其傳感器的密封性能減弱,絕緣失效,造成傳感器失效。
三、各種干擾的影響。
不論是電磁干擾、機(jī)械振動(dòng)、已經(jīng)介質(zhì)內(nèi)部的介質(zhì)特性變化都有可能造成超聲波流量計(jì)顯示不準(zhǔn)、甚至失靈。
維護(hù)
超聲波流量計(jì)的維護(hù)和其他儀表基本一致、防水、防塵、防雷等等,但超聲波流量計(jì)的使用故障排查和消除比其他流量計(jì)麻煩,甚至無(wú)從下手,而使用效果也不是特別優(yōu)秀,所以在現(xiàn)場(chǎng)使用中應(yīng)用很不是很普及。