西森自動(dòng)化:超聲波流量計(jì)的安裝和使用
【文章導(dǎo)讀】 超聲波換能器的安裝直接影響測(cè)量的精度,甚至安裝得不正確會(huì)使儀表不能工作,西森提醒您,關(guān)于管道外安裝超聲波流量計(jì)應(yīng)該注意的問題。
超聲波換能器的安裝直接影響測(cè)量的精度,甚至安裝得不正確會(huì)使儀表不能工作,因此使用廠家購買儀表后,應(yīng)當(dāng)仔細(xì)閱讀說明書,并按說明書要求安裝。對(duì)于管道外安裝的換能器要注意以下問題:
1)為保證換能器前的流體沿管軸平行流動(dòng),換能器前應(yīng)有一定的直管段,其直管段的長度與換能器前管道阻力件類型有關(guān),一般保證上游直管段長度大于10倍管直徑長,下游大于5倍管直徑長。在上游有閥門、泵等時(shí),直管段長度應(yīng)延長到30倍管直徑長。在直管段范圍內(nèi)管壁內(nèi)部不允許有焊接、密封墊凸緣,換能器不要安裝在強(qiáng)磁場(chǎng)和管道振動(dòng)的地方。
2)當(dāng)流體沿管軸平行流動(dòng)時(shí),選用Z法(透過法),這也是最常用的換能器安裝方式。當(dāng)流體流動(dòng)方向與管軸不平行或管路安裝地點(diǎn)使換能器安裝間隔受到限制時(shí),采用V法(發(fā)射法)或 X法(交叉法)。一般兩換能器之間的間隔X法比V法較近。在安裝地點(diǎn)管道長度有限時(shí),應(yīng)用X法。當(dāng)流場(chǎng)分布不均勻而表前直管段又短時(shí),也可采用多聲道(如雙聲道或四聲道)來克服流速擾動(dòng)帶來的流量測(cè)量誤差。
3)為保證兩個(gè)換能器安裝在管道的半圓平分線上,首先在管道外壁找出相應(yīng)的兩條半圓基線。對(duì)垂直管道用鉛垂線定好第一條半圓基線,對(duì)水平管道需借助于水平儀找出第一條半圓基線,然后用厚0.5mm,長度稍大于兩換能器之間的軸間距離h:
h= 2h2 + h3 = 2δtanQ2 + DtanQ3
式中δ——管壁厚(mm);
D——管內(nèi)徑(mm);
Q2——聲波進(jìn)入管壁中的角度;
Q3——聲波進(jìn)入流體中的角度。
Q2、Q3均由超聲波聲楔射到管壁時(shí)的角度Q1依據(jù)折射定理計(jì)算得到,Q1可從制造廠的說明書中查到。
h的塑料薄膜以第一條基線為準(zhǔn),緊包管壁形成一個(gè)完整的管外壁,此時(shí)膜的另一邊長則為πD,取下,再沿πD/2長度取中裁開,用其按上述方法緊包管壁,找出第二條半圓基線,并用畫針在管外壁標(biāo)明,此兩條基線即為管道的半圓平分線。在上下游換能器上涂上耐溫黃油及硅脂、水玻璃耦合劑,分別裝在兩條基線上。
4)儀表與換能器之間應(yīng)采用屏蔽電纜連接,長度一般不超過500m,電廠由于電磁場(chǎng)對(duì)信號(hào)干擾,一般不要超過100m。
5)超聲波流量計(jì)在校驗(yàn)和調(diào)整時(shí),除了對(duì)二次儀表進(jìn)行調(diào)校外,還需對(duì)換能器的安裝正確性進(jìn)行校準(zhǔn),以建立超聲波信號(hào)的正常循環(huán),保證使儀表正常工作。
6)傳播時(shí)間法超聲波流量計(jì)只能用于清潔液體和氣體,不能測(cè)量懸浮顆粒和氣泡超過某一范圍的液體,而多普勒法超聲波流量計(jì)只能用于測(cè)量含有一定異相的液體。選型時(shí)一定注意。
7)外夾裝換能器的超聲波流量計(jì)不能用于襯里或結(jié)垢太厚的管道,以及不能用于襯里(或銹層)與管壁剝離(若夾層有氣體會(huì)嚴(yán)重衰減超聲波信號(hào))或銹蝕嚴(yán)重(將改變超聲波傳播路徑)的管道。
8)因換能器的工作頻率各異,通常氣體在100?300kHz,液體在1?5MHz。氣體儀表不能用夾裝式換能器,因固體(管道)和氣體邊界間超聲波傳播效率較低,只能用直射式換能器。
9)多普勒法超聲波流量計(jì)使用的折射式換能器與傳播時(shí)間法所用的夾裝式換能器的發(fā)射頻率等技術(shù)性能不同不能混用。
10)超聲波傳感器或超聲換能器一般均可安裝于水平、傾斜或垂直管道,垂直管道應(yīng)選擇流體自下而上流動(dòng)的場(chǎng)合,若自上而下,則其下游應(yīng)有足夠的背壓,測(cè)量點(diǎn)可能會(huì)出現(xiàn)非滿流現(xiàn)象影響測(cè)量精度。
11)多普勒法夾裝式換能器安裝有對(duì)稱安裝和同側(cè)安裝兩種方法,對(duì)稱安裝適用于中小管徑(通常小于600mm)管道和含懸浮顆?;驓馀葺^少的液體;同側(cè)安裝適用于各種管徑的管道和含懸浮顆?;驓馀葺^多的液體。
12)超聲波流量計(jì)的探頭使用一段時(shí)間,會(huì)出現(xiàn)不定期的報(bào)警,尤其是輸送介質(zhì)雜質(zhì)較多時(shí)。解決的辦法是定期清理探頭(建議一年清理一次)。超聲波流量計(jì)測(cè)量介質(zhì)含有水等液體雜質(zhì)時(shí),流量計(jì)引壓管容易產(chǎn)生積液,氣溫較低時(shí)會(huì)出現(xiàn)引壓管凍堵現(xiàn)象,解決辦法是對(duì)引壓管進(jìn)行吹掃或加電伴熱。
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