超聲波流量計在線(xiàn)應用

 引言

超聲波在流動(dòng)的流體中傳播時(shí)就載上流體流速的信息。因此通過(guò)接收到的超聲波就可以檢測出流體的流速，從而換算成流量。根據檢測的方式，可分為傳播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪聲法及相關(guān)法等不同類(lèi)型的超聲波流量計。

超聲波流量計是近十幾年來(lái)隨著(zhù)集成電路技術(shù)迅速發(fā)展才開(kāi)始應用的一種非接觸式儀表，適于測量不易接觸和觀(guān)察的流體以及大管徑流量。它與水位計聯(lián)動(dòng)可進(jìn)行敞開(kāi)水流的流量測量。使用超聲波流量計比不用在流體中安裝測量元件故不會(huì )改變流體的流動(dòng)狀態(tài)，不產(chǎn)生附加阻力，儀表的安裝及檢修均可不影響生產(chǎn)管線(xiàn)運行因而是一種理想的節能型流量計。

一、問(wèn)題現狀

日前我處有一供暖工藝管段，采用的是V錐流量計測量供回水流量，在運行期間發(fā)現日常流量在1000T/h的時(shí)候，供回水的瞬時(shí)偏差能達到200～300T/h，這就意味著(zhù)日失水量達到7200T，這是任何一個(gè)運行單位所不能承受的，供需雙方在表具的準確度上存在較大分歧，但是由于在運行期，不可能將流量計拆除進(jìn)行校驗，為了解決這一問(wèn)題，我們設計出雙超聲波流量計在線(xiàn)比對的方案，通過(guò)實(shí)際操作和數據采集分析，為雙方的后續處理提供了科學(xué)的依據。

圖1所示為此段管線(xiàn)的計量工藝系統圖，系統采用的是焓差法測量供熱量，利用供水管線(xiàn)上的V錐流量計和溫度探頭組成供水熱焓測量單元，所測量的數據進(jìn)入熱量積算儀，利用回水管線(xiàn)上的V錐流量計和溫度探頭組成回水熱焓測量單元，所測量的數據進(jìn)入熱量積算儀，熱量積算儀通過(guò)定時(shí)采樣，計算出供回水的焓值差從而計算出受熱端消耗的熱量。

圖1 計量系統結構圖

在實(shí)際計量過(guò)程中供、回水流量計所測量的流量會(huì )存在偏差，即系統失水，這個(gè)失水如果在正常范圍之內是合理的，對計量的影響也不會(huì )很大，但是如果供、回水實(shí)時(shí)流量值偏差較大則不僅會(huì )影響儀表的正常計量也反映出系統運行時(shí)失水過(guò)大，在貿易計量中這是供、受雙方產(chǎn)生意見(jiàn)分歧的焦點(diǎn)。

圖2 雙超聲波流量計測量圖

二、雙超聲波在線(xiàn)測量

為了解決上述問(wèn)題，消除雙方對計量表具存在的疑問(wèn)，我們設計了雙超聲波在線(xiàn)測量比較的方案，測量方式見(jiàn)圖2。在超聲波流量計的位置選擇上需要注意的是，應選擇在V錐流量計的上流側，這樣既保證了有足夠的直管段，流速的發(fā)展比較充分，也不會(huì )受到下游溫度傳感器的干擾，因為在下游側流速變化比較大，不利于超聲波流量計的檢測。

基于上述考慮我們選擇在下午兩點(diǎn)左右流量穩定階段進(jìn)行測試，為了數據記錄的準確性，我們采用了兩部相機同時(shí)對數據顯示屏進(jìn)行拍攝，最后匯總記錄的方式，以避免在數據記錄過(guò)程中發(fā)生偏差。通過(guò)測量我們搜集到一些有效數據，詳見(jiàn)表1

表1：