便攜式超聲波流量計(jì)是一種利用流體對超聲束在流體中傳播速度的變化,以測量滿管液體體積流量的儀表,它主要由安裝在管道上的超聲換能器、轉(zhuǎn)換器以及專用電纜(僅分體型) 組成。
1.2 便攜式超聲波流量計(jì)的工作原理
目前,超聲波流量計(jì)的測量方法主要有兩種,即時(shí)差法和多普勒法,UFM500型超聲波采用了時(shí)差法。時(shí)差法即當(dāng)聲波在流體中傳播,如果是順流方向,傳播速度會(huì)加快;而如果是逆流方向,傳播速度將變慢。這樣同樣的距離,傳播時(shí)間就會(huì)有不同,而傳播時(shí)間的差異與被測流體的流動(dòng)速度有關(guān),因此,只要測量出時(shí)間的差異,就可得出流體的流速,根據(jù)流體的流量(Q)為流速與管道截面積積,就可計(jì)算出流體的流量。
2 便攜式超聲波流量計(jì)的特點(diǎn)
便攜式超聲波流量計(jì)和其它類型的流量計(jì)比較起來,具有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),主要表現(xiàn)在:
(1)具有明顯的節(jié)能效果。屬非接觸式測量,測量管為直通管,無內(nèi)部凸出物,對管道內(nèi)的流場無干擾,不會(huì)造成任何外加的壓力損失。
(2)使用壽命長。由于是管外測量,且無可動(dòng)部件,對管道的震動(dòng)影響也不敏感,因此使用壽命長。
(3)基于其獨(dú)特的測量原理,儀表的價(jià)格與測量口徑無關(guān)??趶皆酱螅捎贸暡髁坑?jì)所節(jié)省的費(fèi)用越多。
(4)測量精確度與介質(zhì)特性無關(guān),如電導(dǎo)率、密度、黏度、溫度等。
(5)具有較低的前、后直管段要求,具有較大的量程比。
(6)超聲波流量計(jì)的儀表系數(shù)是實(shí)測管道及聲道的參數(shù)而得出的,一般不需要做實(shí)流校準(zhǔn),這在用于大管徑測量時(shí)尤為方便。
(7)能在工作條件下(不停流)更換換能器,維護(hù)方便。
(8)互換性好。由于測量原理決定了與測量口徑無關(guān),使得用戶的備品備件減少,一定程度上節(jié)省了費(fèi)用。
(9)智能轉(zhuǎn)換器具有:微處理器控制;數(shù)字信號處理和順序控制;電流及脈沖輸出作為連續(xù)流量和累積流量測量,亦可作為測量超聲波的傳播時(shí)間(用以識別被測介質(zhì)成分);正/反向流量測量;小信號切除;可選狀態(tài)輸出(脈沖信號輸出/模擬信號輸出);所有工作數(shù)據(jù)和參數(shù)的設(shè)置無需手操終端可就地設(shè)置;液晶顯示器;多種物理單位可供選用等先進(jìn)功能。
3 超聲波流量計(jì)應(yīng)用中的注意事項(xiàng)
3.1 超聲波流量計(jì)直管段
為保證流場的均勻性,避免產(chǎn)生渦流,提高測量的重復(fù)性和可靠性,應(yīng)保證測量點(diǎn)的前后直管段,流量計(jì)最好安裝在阻流元件的上游。如若安裝在下游應(yīng)保證:上游側(cè)泵出口為15DN,其余均為10DN,下游側(cè)為5DN。但在直管段不能滿足上述要求時(shí),其測量的重復(fù)性、可靠性不受影響,測量精度略有下降。
3.2 換能器安裝位置的選擇
換能器所在的測量管段應(yīng)保證流體處于層流和紊流狀態(tài),因?yàn)楫?dāng)Re(雷諾數(shù))>4000(紊流)、Re(雷諾數(shù))<1000(層流)對測量精度沒有影響,當(dāng)1000<Re(雷諾數(shù))<4000時(shí),Re每變化100,最大的附加誤差為測量值的±0.1%。
3.3 管道要求
流量計(jì)安裝前,應(yīng)將傳感器安裝處的管壁表面清理干凈,安裝管段的管道內(nèi)壁也應(yīng)清理干凈,以減少超聲波信號的衰減。
3.4 定期維護(hù)
超聲波流量計(jì)的維護(hù)量是比較小的。對于UFM500系列超聲波流量計(jì),平時(shí)巡檢時(shí)只要檢查儀表供電是否正常、轉(zhuǎn)換器內(nèi)電子板防雨、防潮、檢查換能器處的環(huán)境溫度;裝置停車檢修期,清洗換能器上的污垢。
4 應(yīng)用實(shí)例
4.1 揚(yáng)子煉油廠常減壓裝置冷渣流量測量
一套常減壓裝置冷渣測量,原設(shè)計(jì)采用的是孔板與變送器配套測量,由于裝置是間斷送料(根據(jù)物料平衡要求,裝置有時(shí)出熱渣,有時(shí)出冷渣),測量介質(zhì)粘度高,存在孔板取壓管容易堵塞現(xiàn)象,造成儀表測量故障率較高,同時(shí)儀表的維護(hù)量增大(尤其在寒冷季節(jié)),影響了裝置物料的計(jì)量,不利于安全生產(chǎn)。該測量系統(tǒng)改為UFM500超聲波流量計(jì)測量后,不僅滿足了裝置間物料計(jì)量要求(達(dá)0.5%),解決了孔板取壓管易堵的問題,且使儀表維護(hù)量大大降低,該流量計(jì)自投用以來運(yùn)行穩(wěn)定可靠,完全能滿足計(jì)量的要求,收到較好的效果。
4.2 揚(yáng)子煉油廠催化裝置蠟油流量測量
催化裝置蠟油測量系統(tǒng),原設(shè)計(jì)采用腰輪流量計(jì),使用一段時(shí)間后,由于儀表存在機(jī)械磨損,造成計(jì)量精度降低,儀表故障率提高,使得儀表的備件費(fèi)、維修費(fèi)逐年提高。為此,在檢修中將測量儀表更換為UFM500超聲波流量計(jì),解決了腰輪流量計(jì)測量中的弊端,保證了測量系統(tǒng)長周期穩(wěn)定運(yùn)行。