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新聞詳情
時(shí)差式超聲波流量?jì)x表安裝規程
概述
時(shí)差式超聲波流量計是當今世界上最具競爭力的流量測量手段,其測量線(xiàn)精度高于1.0%。由于超聲波流量計自身不帶標準管道而工業(yè)管路又十分復雜,使超聲波流量計的測量精度大打折扣;另外,由于工業(yè)現場(chǎng)特別是管路周?chē)h(huán)境的多樣性,大大降低了超聲波流量計的可靠性和穩定性。因此,怎樣根據特定的環(huán)境安裝調試超聲波流量計,就成了超聲波流量測量領(lǐng)域的一個(gè)重要課題,本規程詳解了超聲波流量計的安裝細節,從而進(jìn)一步完整體現了超聲波流量計的精度、可靠性和穩定性的優(yōu)勢,雖不能做到一勞永逸,但卻可大大降低日后的維護工作甚至免維護。
工作原理
當超聲波束在液體中傳播時(shí),流體的流動(dòng)將使傳播時(shí)間產(chǎn)生微小變化,并且其傳播時(shí)間的變化正比于液體的流速,由此可求出液體的流速。如圖1所示:在待測流量管道外表面上,按一定相對位置安裝一對超聲探頭。安裝方式分為“Z”法和“V”法。一個(gè)探頭受電脈沖激歷產(chǎn)生的超聲脈沖,經(jīng)管壁—流體—管壁為第二探頭所接收。從發(fā)至收超聲脈沖傳播時(shí)間,依其順逆流向分別為:
………………………(1)
……………………(2)
…………………………(3)
根據(1)、(2)和(3)式,可得出流體沿直徑方向上的平均流速:
………………(4)
其中: M——聲束在液體中的傳播次數
L——聲波在液體中的波長(cháng)
D——管道內徑
θ——超聲波束入射角
C0——靜止時(shí)流體聲速
V——管內流體沿管軸向的平均流速
TUP——聲束在正方向上的傳播時(shí)間
TDOWN——聲束在逆方向上的傳播時(shí)間
△T——聲束在正逆兩個(gè)方向上的傳播時(shí)間差
時(shí)差式超聲波流量計適用于無(wú)氣泡的單一純凈液體的測量。上述公式是在理想情況下得到的,實(shí)際上工業(yè)管路中液體流動(dòng)情況是十分復雜的。結垢、管內粗糙等眾多因素影響,使一般超聲波流量計的測量精度大打折扣。FV4018型超聲波流量計由于采用了世界最先進(jìn)的直接時(shí)間測量方法并考慮了溫度及管內粗糙等影響,通過(guò)標準校正曲線(xiàn)或用戶(hù)經(jīng)驗校正曲線(xiàn)的方法來(lái)克服液體流場(chǎng)分布的不均勻情況,可使測量精度大大提高,特別是使用靜態(tài)設置零點(diǎn)的方法,可使測量線(xiàn)性度優(yōu)于0.5%。
安裝規程細解
(一) 詳細了解現場(chǎng)情況
超聲波流量計在安裝之前應了解現場(chǎng)情況,包括:
1.安裝傳感器處距主機距離為多少;
2.管道材質(zhì)、管壁厚度及管徑;
3.管道年限;
4.流體類(lèi)型、是否含有雜質(zhì)、氣泡以及是否滿(mǎn)管;
5.流體溫度;
6.安裝現場(chǎng)是否有干擾源(如變頻、強磁場(chǎng)等);
7.主機安放處四季溫度;
8.使用的電源電壓是否穩定;
9.是否需要遠傳信號及種類(lèi);
根據以上提供的現場(chǎng)情況,廠(chǎng)家可針對現場(chǎng)情況進(jìn)行配置,必要情況下也可特制機型。
(二) 選擇安裝位置
選擇安裝管段對測試精度影響很大,所選管段應避開(kāi)干擾和渦流這兩種對測量精度影響較大的情況,一般選擇管段應滿(mǎn)足下列條件:
1、避免在水泵、大功率電臺、變頻,即有強磁場(chǎng)和震動(dòng)干擾處安裝機器;
2、選擇管材應均勻致密,易于超聲波傳輸的管段;
3、要有足夠長(cháng)的直管段,安裝點(diǎn)上游直管段必須要大于10D(注:D=直徑),下游要大于5D;
4、安裝點(diǎn)上游距水泵應有30D距離;
5、流體應充滿(mǎn)管道;
6、管道周?chē)凶銐虻目臻g便于現場(chǎng)人員操作,地下管道需做測試井,測試井如下:
(三)確定探頭安裝方式
超聲波流量計一般有兩種探頭安裝方式,即Z法和V法。通常情況下:
管徑D > 200mm時(shí)選用Z法
管徑D < 200mm時(shí)選用V法
但是,當D < 200mm而現場(chǎng)情況為下列條件之一者,也可采用Z法安裝:
1、當被測量流體濁度高,用V法測量收不到信號或信號很弱時(shí);
2、當管道內壁有襯里時(shí);
3、當管道使用年限太長(cháng)且內壁結垢嚴重時(shí);
對于管道條件較好者,即使D稍大于200mm,為了提高測量精度,也可采用V法安裝。
(四) 求得安裝距離,確定探頭位置
1、將管道參數輸入儀表,選擇探頭安裝方式,得出安裝距離;
2、在水平管道上,一般應選擇管道的中部,避開(kāi)頂部和底部(頂部可能含有氣泡、底部可能有沉淀);
3、V 法安裝:先確定一個(gè)點(diǎn),按安裝距離在水平位置量出另一個(gè)點(diǎn)。
Z 法安裝:先確定一個(gè)點(diǎn),按安裝距離在水平位置量出另一個(gè)點(diǎn),然后測出此點(diǎn)在管道另一側的對稱(chēng)點(diǎn)。
(五) 管道表面處理
確定探頭位置之后,在兩安裝點(diǎn)±100mm范圍內,使用角磨砂輪機、銼、砂紙等工具將管道打磨至光亮平滑無(wú)蝕坑。
要求:光澤均勻,無(wú)起伏不平,手感光滑圓潤。需要特別注意的是,打磨點(diǎn)要求與原管道有同樣的弧度,切忌將安裝點(diǎn)打磨成平面,用酒精或汽油等將此范圍擦凈,以利于探頭粘接。
(六) 探頭與儀表接線(xiàn)
雙屏蔽電纜最外層起屏蔽作用,應該連接到“大地”上,如果沒(méi)有地線(xiàn),或是地線(xiàn)接觸不良,可把雙屏蔽電纜最外層的屏蔽線(xiàn)良好地接到室內的暖氣管道等其它可視為“大地”的金屬物體上。
建議一般情形下,都要使用專(zhuān)用電纜。專(zhuān)用電纜損耗小,抗干擾性好,能保證儀表長(cháng)期可靠工作。
(七) 微調探頭位置
接完線(xiàn)后把探頭內部用硅膠注滿(mǎn),放置半小時(shí),然后用硅膠和卡具把探頭固定到打磨好的管道上(注意探頭方向,引線(xiàn)端向外),然后觀(guān)察儀表的信號強度、良度與傳輸時(shí)間比,如發(fā)現不好,則細微調整探頭位置,直到儀表的信號達到規定的范圍之內:
(信號強度:一般應大于7,少數可根據現場(chǎng)具體情況另定。)
(信號良度:低峰值一般為7~14,高峰值一般為45~80。)
(傳輸時(shí)間比:在100±4范圍之內,此值必須穩定。)
(八) 固定探頭
儀表信號調整好以后,用所配卡具將探頭固定好,注意不要使鋼絲繩傾斜,以免拉動(dòng)探頭,使探頭移位,再用硅膠將探頭與管道接觸的四周封住。此膠凝固大約需一天時(shí)間,在未干之前必須注意探頭防水。(信號線(xiàn)的外屏蔽線(xiàn)必須可靠接地)