關(guān)于超聲流量計校準的討論

一、超聲波流量計原理
常用的超聲波流量計有2種原理：時(shí)差法和多普勒法。
1、 時(shí)差法原理
超聲波信號在流體中，順流時(shí)信號傳播速度快，傳播時(shí)間短；逆流時(shí)信號傳播速度慢，傳播時(shí)間長(cháng)，利用超聲波信號在流體中順逆流方向聲波信號傳播時(shí)間存 在差值，即時(shí)差，可以計算出流體流量。時(shí)差法較適于測量純凈液體，有較多氣泡的液體或懸浮物會(huì )阻礙聲脈沖正常傳播，導致不能正常測量。
2、多普勒法原理
超聲波信號在傳播路徑上遇到微小浮游物（懸浮物質(zhì)或微小氣泡）而被散射，超聲接收器能夠接收散射后的超聲波信號。發(fā)射信號頻率受多普勒效應的影響后變?yōu)椴煌�的接收信號頻率，2個(gè)頻率之差與流體流速有確定的數量關(guān)系，由此可以計算出流體流量。多普勒法流量計不能測量清潔的流體，僅能測量約50mg/L以上濁度的流體。同時(shí)多普勒法測量精度低于時(shí)差法，一般為2.0級，即2%滿(mǎn)量程誤差（2%F.S.）。
二、超聲波流量計使用注意事項
近幾年，隨著(zhù)超聲波流量計在污水流量計在線(xiàn)校準中的應用越來(lái)越普遍，流量計準確性不高的問(wèn)題也逐漸暴露出來(lái)，原因主要是操作不規范和流量計自身問(wèn)題。
1、操作不規范
管道方面，技術(shù)人員經(jīng)常不按照標準操作規程進(jìn)行操作，例如未準確測量管道外徑、周長(cháng)、壁厚、接觸溫度等，這些參數都會(huì )對超聲流量計的原始數據修正產(chǎn)生重要影響。
安裝方式方面，技術(shù)人員經(jīng)常不按照管道大小和信號強度選擇安裝方式，往往選擇流量計的默認雙聲程模式。正確的安裝方式為：在大管道和復雜環(huán)境中應采用單聲程；在小管道和信號特強的情況下選擇多聲程。
安裝位置方面，技術(shù)人員往往隨意放置超聲探頭，且不確認管道污水是否滿(mǎn)管這一重要的測量條件。正確的安裝位置為：應選擇管道的水平中間位置放置探頭；只有在管道滿(mǎn)管的條件下才能進(jìn)行準確測量，流體向上流的垂直管道能保證滿(mǎn)管流。
除此以外，現場(chǎng)的管道內襯的種類(lèi)和厚度等重要參數往往很難獲得，這些也嚴重影響了流量計的準確性。
2、超聲波流量計自身問(wèn)題
首先是時(shí)差法和多普勒法流量計的選用。時(shí)差法流量計適用于純凈液體的計量，準確度優(yōu)于±1.0%；多普勒法流量計適用于濁度50mg/L以上的流 體。因此，2種原理的流量計在污水流量計校準時(shí)的選用非常重要。一般情況下，管道中污水較干凈時(shí)，可選用時(shí)差法；當污水較渾濁時(shí)，應選用多普勒法。但是污水干凈還是渾濁在現場(chǎng)很難被定量界定，因此選用這2種原理的流量計沒(méi)有通用方法可遵循，導致流量計自身計量不準確，更談不上校準污水流量計了。
其次超聲波接收也存在缺陷。超聲波由于是通過(guò)在管道中發(fā)射和接收超聲信號來(lái)測量流體流量的，所以管道材質(zhì)對超聲的折射、流體中雜質(zhì)對超聲的反射和散射、流體中隨機存在的氣泡和雜質(zhì)的含量高低都會(huì )對測量產(chǎn)生不穩定的影響。油田污水中含有不少的原油、砂礫、氣泡、化學(xué)藥劑等，管道內環(huán)境十分復雜和多變， 嚴重影響了測量的精度。