時間：2022-07-23 14:41:59
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隨著電子技術(shù)、數(shù)字技術(shù)和聲楔材料等技術(shù)的發(fā)展，利用超聲波脈沖測量流體流量的技術(shù)發(fā)展很快?；诓煌恚m用于不同場合的各種形式的超聲波流量計已相繼出現(xiàn)，其測量準確的優(yōu)點，也使其成為化工行業(yè)測量流速的首選工具。
1.超聲波流量計的測量原理
超聲流量計是通過檢測流體流動時對超聲束的作用，以測量體積流量的儀表。超聲波流量儀的傳感器是將傳感器直接捆綁在被測管道的外表面，從而實現(xiàn)流量測量的一種安裝方式，解決了其它原理的流量儀在安裝時必須斷管、停產(chǎn)的難題，是超聲波流量儀的基本安裝方式，具有與管徑無關、安裝簡單、無需停產(chǎn)、無壓力損失等特點。超聲波流量計常用的測量方法為傳播速度差法，其基本原理都是測量超聲波脈沖順水流和逆水流時速度之差來反映流體的流速，從而測出流量。它利用聲波在流體中傳播時因流體流動方向不同而傳播速度不同的特點,測量它的順流傳播時間t1和逆流傳播時間t2的差值,從而計算流體流動的速度和流量。設流體中聲速為c，流體流動速度為v，把一組換能器P1、P2與管渠軸線安裝成?茲角，換能器的距離為L。從P1到P2順流發(fā)射時，聲波傳播時間t1為：t1=L/(c+vcos?茲)從P2到P1逆流發(fā)射時，聲波的傳播時間t2為：t2=L/(c+vcos?茲)
超聲波流量計由超聲波換能器、電子線路及流量顯示和累積系統(tǒng)三部分組成。超聲波發(fā)射換能器將電能轉(zhuǎn)換為超聲波能量，并將其發(fā)射到被測流體中，吸收器吸收到的超聲波信號，經(jīng)電子線路放大并轉(zhuǎn)換為代表流量的電信號供給顯示和積算儀表進行顯示和積算。傳感器具有：方便安裝的外縛式、可靠工作的插入式、高可靠高精度的標準管段式、超高精度的標準型?仔管段式。超聲波流量計的重要特點是：流體中不插入任何元件，對流速無影響，也沒有壓力喪失；能用于任何液體，特別是具有高黏度、強腐化，非導電性等性能的液體的流量測量。
2.超聲波流量計的現(xiàn)場應用情況
在相距為L的兩處放置兩組超聲波產(chǎn)生器和吸收器（T1，R1）和（T2，R2）。當T1順方向，T2逆方向發(fā)射超聲波時，超聲波分辨達到吸收器R1和R2所需要的時間為t1和t2，則t1=L/(c+u)t2=L/(c-u)由于在工業(yè)管道中，因此兩者的時間差為t=t2-t1=2Lu/cc由此可知，當聲波在流體中的流傳速度c已知時，只要測出時間差t即可求出流速u，進而可求出流量Q。
3.超聲波流量計的現(xiàn)場管理
3.1是傳播時間法只能用于清潔液體和氣體，不能測量懸浮顆粒和氣泡超過某一范圍的液體，外夾裝換能器不能用于襯里或結(jié)垢太厚的管道。一般均安裝于水平、傾斜或垂直管道，垂直管道最好選擇自下而上流動的場所，以防止測量點出現(xiàn)非滿管流。
3.2是流體運行流速不能過低，過低的流速會使離散體分布不均勻。若測量管水平安裝，氣體會浮升在頂部流動，顆粒會沉淀于底部。最低流速通常為0.1-0.6m／s。
2超聲波流量計選型的注意事項
超聲波流量計選型工作較為復雜，關注的內(nèi)容包括：被測的介質(zhì)類別、儀表的性能和參數(shù)、換能器的類型、功能及適用的范圍、聲道的設置、前后的直管段長度的要求等等。選型應當注意以下幾個方面：一是要了解被測對象的現(xiàn)場情況和物理的特性；二是其信號的處理單元必須適合戶外、爆炸、危險性等類型的場所進行安裝，防爆和防護的等級必須符合現(xiàn)場的要求。二是換能器的前后應有一定長度的直管段，從而確保流體流速的分布，通過要求前面的直管段在10D以上，而后面的直管段就在5D以上，并且其上游30D之內(nèi)，不可以安裝閥、泵等擾動設備。三是換能器要安裝于傾斜及水平的管道上的時候，不能裝于上部或者底部，避免管道中的氣體或者雜質(zhì)進到測量的聲道當中。四是換能器安裝必須使超聲波的傳播路徑經(jīng)過管道的中心。四是要區(qū)分被測對象進行選型，氣體用的換能器頻率一般在100至300KHz，而液體用的換能器頻率一般為1至5MHz。
3超聲波流量計在石化行業(yè)計量中的應用
3.1用時差法超聲波流量計來測量成品油超聲波流量計可以進行多聲道進行測量；能通過報警功能和智能檢定軟件診斷來監(jiān)測其運行的狀態(tài)；能對各聲道自動增益進行調(diào)節(jié)；能夠測量出各聲道流速的分布、進行第一聲道聲速的計算，從而校正旋渦流、橫向流及不對稱流；在被測的液體密度和粘度發(fā)生變化的時候，能通過聲速的測量來反推油品密度和粘度，從而利用超聲波流量計替替代密度計，解決處理混油段技術(shù)。
3.2標準體積管實流標定超聲波流量技術(shù)雙向標準體積管屬于標準容積式的機械設備類型，在U型的標準管段的進口和出口裝著檢測開關兩（或四）個，排液球或活塞一個。觸動首個檢測開關，排液球進到標準段；排液球觸動第二個檢測開關，則離開了標準段。超聲波流量計進行測量的原理說明，其脈沖與真實的流速（或流量）會有固定的延時。然而管道中流體的擾動很復雜，會包括多次擾動的渦流及非軸向的速度成分。超聲波流量計沿一或多個采樣的聲道，通過發(fā)射器與接收器的正反向的時差，可以檢測、推導、計算出流體的流速。
相對于傳統(tǒng)技術(shù)技術(shù)新型天然氣超聲波計量技術(shù)具有更高的準確度，但是這種計量技術(shù)的計量結(jié)果也會受到一定因素的影響，為了保證獲得準確的計量結(jié)果本文將對影響計量結(jié)果的因素進行分析，并且探討實際運用中應當注意的問題。
一、天然氣流量計量中氣體超聲波流量計的應用
天然氣流量計量主要是通過多參數(shù)測量實現(xiàn)的，并且還需要設置相應的流量比對裝置以確保測量的準確性。為了進一步保證實驗數(shù)據(jù)的準確性和有效性，將一套標準孔板流量計與氣體超聲波流量計進行串聯(lián)運行。選用的氣體超聲波流量計為四聲道，具有300mm內(nèi)徑，流量范圍是240~6405m3/h。
（一）氣體超聲波流量計準確度與超聲的關系
表1閥門1控制流量、閥門2全開時氣體超聲波流量計的運行氣體超聲波流量計測量準確度會受到被測介質(zhì)內(nèi)部噪聲的影響。如果采用氣體超聲波流量計這種方法來控制流量的大小，那么其節(jié)流的聲音與流量的增加是成正比的關系，標準孔板流量計與氣體超聲波流量計之間的相對誤差就會加大，這就會發(fā)生這兩種流量計所計算出來的流量嚴重不相符。當閥門1全部打開的時候，在閥門2控制流量大小的情況下，氣體超聲波流量計的信噪會相對比較大，標準孔板流量計和氣體超聲波流量計之間則會具有相對固定的誤差。實驗數(shù)據(jù)如表1和表2。根據(jù)表1和表2可知，如果由上游閥門1節(jié)流，氣體超聲波流量計信噪就會比上游閥門全開時低，這是因為當上游閥門在進行節(jié)流的過程中，人類無法聽到的高頻聲波和人類可以聽到的聲音將會同時產(chǎn)生，如果聲波頻率與氣體超聲波流量計量的工作頻率無限度相似的時候，那么就會造成氣體超聲波流量計信噪比的減小，這樣流量計的測量準確度就會受到影響。
（二）氣體超聲波流量計與流態(tài)的關系
根據(jù)GB/T18604-2001《用氣體超聲博流量計測量天然氣流量》中的相關規(guī)定，氣體超聲波流量計的上游直管段至少具有10D、下游直管段至少具有5D，其目的就是確保符合對稱紊流速度分布要求的天然氣流態(tài)可以進入流量計?？臻g彎頭和計量管路中閥門對天然氣的速度分布會有直接影響，從而使測量的準確度有所降低。氣體超聲波流量計的升到分布示意圖如圖3，四個聲道沿管道橫截面由上至下分布。管道中氣體的平均流速可以通過氣體超聲波流量計加權(quán)平均各個聲道測得的流速獲得。在閥門1節(jié)流、閥門1全開測得的氣體流態(tài)在管道中分布情況如表3和表4所示。根據(jù)圖1、表4、表5可知，在閥門1節(jié)流的情況下，通過超聲波A、D聲道流速大于B、C通道流速可知，天然氣在管道中的流速分布不均勻程度會隨著流量增大而增大。隨著流量的增大管道內(nèi)氣體的分布逐漸代替分布，換句話說，管道中心氣體的流速小于管道壁的氣體流速，當全部打開上游氣流的閥門的時候，不會阻擋氣流，管道內(nèi)的氣體流速不會隨著流量的增加而產(chǎn)生較大的變化。當閘閥沒有完全開啟的時候，天然氣的經(jīng)過會受到閥門閘板的阻擋，產(chǎn)生不對稱的旋轉(zhuǎn)氣流，這實際上是漩渦流的發(fā)展前兆。
（三）氣體超聲波流量計與氣質(zhì)的關系
氣體超聲波流量計在我國發(fā)展較晚，所以還沒有在真正全面認識其實際工作性能。一般情況下來講，在進行氣體超聲波流量計的過程中，對其氣質(zhì)條件并沒有嚴格的要求，工業(yè)環(huán)境下可以實現(xiàn)氣體的大多數(shù)清潔均質(zhì)液體或不含大濃度懸浮粒子的流量測量。在用氣體超聲波流量計測量天然氣的過程中，如果天然氣當中含有大量的粉塵、霧狀液滴和飽和水蒸氣的時候，就應該充分考慮到氣質(zhì)條件可能帶來的影響。最初，筆者發(fā)現(xiàn)相較于標準孔板流量計這種方法而言，氣體超聲波流量計的流量測量結(jié)果相對偏高。通過對氣體超聲波流量計進行診斷的過程中發(fā)現(xiàn)，處于非工作狀態(tài)下的D聲道很容易被飽和天然氣所凝析出來的液體淹沒，從而影響了換能器的正常運作。當排除積存在管道內(nèi)的液體的時候，超聲波流量計就可以恢復正常的工作狀態(tài)。在一個聲道發(fā)生故障時多聲道氣體超聲波流量計能夠?qū)崿F(xiàn)自動補償運算，進而造成流量計的流量輸出略高于正常情況。能夠影響氣體超聲波流量計工作性能的還包括天然氣中的粉塵，例如當上游某個氣體處理廠沒有正常開機時，分子篩中的粉塵會隨著氣體超聲波流量計的工作流程而帶入進來，這樣就很容易在底部的換能器處造成粉塵堆積的現(xiàn)象，影響氣體超聲波流量計的正常運轉(zhuǎn)。
二、應用氣體超聲波流量計時應當重視的問題
（一）科學選型
一般情況下，型號不同的流量計，其測量的范圍也是不同的，實際生產(chǎn)生活中涉及到的超聲波流量計的測量范圍都較為寬廣，最大流量通常是最小流量的三十倍。利用測量天然氣的流速確定天然氣流量是氣體超聲流量計的工作原理，2.7~27m/s是其理想的工作范圍，氣體超聲波流量計要想保證檢測準確度就應當將工作流速控制在這個范圍內(nèi)。如果天然氣流量比氣體超聲波流量計的流量拐點低時，就會在一定程度上降低氣體超聲波流量計的準確性，造成增大誤差的后果。而在天然氣流速過高的情況下，超聲波信號無法被換能器檢查到，進而造成計量故障問題。因此，進行超聲波氣體流量計選型時，應當正確掌握管道中天然氣的流速，防止超底限或超高限運行情況的產(chǎn)生。選擇氣體超聲波流量計時，還應當對是否存在聲波干擾源進行充分考慮，其中主要指的是消音設備、大壓差減壓設備、高速度等能夠產(chǎn)生超聲波信號的設備。人們耳朵能夠聽見的聲波通過消音設備能夠轉(zhuǎn)化為聽不到的聲波，一旦氣體超聲波流量計工作頻率接近消音設備的超聲波頻率或減壓設備的超高頻噪聲，那么超聲波流量計就會無法正常工作。所以應當盡量避免在能夠產(chǎn)生影響流量計聲波場合，安裝和選用氣體超聲波流量計[1]。
（二）嚴格安裝
設置氣體超聲波流量計上下游直管段的過程中，應當充分執(zhí)行相應標準，其中上游直管段和下游直管段應當分別大于10D和5D，并且還應當安裝流動調(diào)整器解決安裝條件受測量現(xiàn)場限制的問題。同時安裝氣體超聲流量計時應當保持水平方向，這樣就能夠有效測量含液較多的天然氣，還要嚴格根據(jù)技術(shù)要求進行氣體超聲波流量計和計量管段的安裝，以保證氣流就能夠?qū)⑻烊粴饽龀鰜淼囊后w帶走，防止超聲波流量計存在液體堆積問題。如果固體粉塵含量較大額天然氣，就應當將在上游直管段加設過濾器，避免因換能器表面堆積沉積物而產(chǎn)生故障[2]。
（三）科學維護
在使用氣體超聲波流量計的過程中，需要進行維護的情況少之又少，但如果計量氣體氣質(zhì)較差那么就需要對氣體超聲波流量計的換能器進行及時清洗，并對換能器表面是否存在水溝和雜質(zhì)進行檢查。同時還應當關注有無泄漏存在于氣體超聲波流量計的各連接件中，鏈接線路是否正常以及檢測零流量是否準確等等。
（四）定期診斷測試
一旦氣體超聲波流量計產(chǎn)生流量突變的情況，就應當運用其他與氣體超聲波流量計串聯(lián)運行的流量計進行比對校核，確定顯示天然氣流量變化的真正原因。對于沒有其他流量計作比對的情況，就應當通過氣體超聲波流量計的診斷軟件對各個換能器的工作參數(shù)進行全面檢查，進而了解異常參數(shù)值是否存在。對于使用超聲波流量計較多的情況，應當將便攜外夾式超聲波流量計作為首選，這樣能夠隨時校核固定安裝的超聲波流量計[3]。
結(jié)束語：
新型天然氣超聲波流量計量技術(shù)作為一項先進的技術(shù)，已經(jīng)得到人們的廣泛認可和運用。但是在實際運用過程中仍然要充分考慮影響計量過程的相關因素，并通過采取相應的措施獲得最準確的計量結(jié)果。
參考文獻：
[1]申思,申云廷.超聲波在天然氣流量計量中的應用[J].城市燃氣,2014,(09):11-15.
Abstract: In the natural gas project, the general to used the time ultrasonic flowmeter. Noise, the fluid flow pattern and gas the temperament are the impact of factors to measure the ultrasonic flowmeter. Ultrasonic flowmeter should be noted that the correct selection and reasonable installation. Key words: ultrasonic; natural gas; velocity
中圖分類號：O657.5文獻標識碼： A 文章編號：
1引言
超聲波流量計用于流體的流速測量有許多優(yōu)點。和傳統(tǒng)的機械式流量儀表、電磁式流量儀表相比，超聲波流量計的計量精度高、對管徑的適應性強、非接觸流體、使用方便、易于數(shù)字化管理等等。近年來，由于電子技術(shù)的發(fā)展，電子元氣件的成本大幅度下降，使得超聲波流量儀表的制造成本大大降低，超聲波流量計也開始普及起來。
超聲波流量計有多種分類方法，根絕測量原理的不同，可以分為多普勒式和時差式。
多普勒式一般用于測量含有適量能反射超聲波信號的顆?；驓馀莸牧黧w，如工廠排放液、未處理的污水、雜志含量穩(wěn)定的工廠過程液等。它對被測介質(zhì)要求比較苛刻，即不能是潔凈水，同時雜技含量要相對穩(wěn)定，才可以正常測量，而且不同廠家的儀表性能及對被測廠家的要求也不一樣。選擇此類超聲波流量計即要對被測介質(zhì)心中有數(shù)，也要對所選用的超聲波流量計的性能、精度和對被測介質(zhì)的要求有深入的了解。一般適用于液體環(huán)境。
天然氣工程中，一般采用時差式超聲波流量計。
時差式超聲波流量計的原理
時差式超聲波流量計其工作原理如圖1所示。他是利用一對超聲波換能器相向交替（或同時）收發(fā)超聲波，通過觀測超聲波在介質(zhì)中的順溜和逆流傳播時間差來間接測量流體的流速，在通過流速來計算流量的一種間接測量方法。
圖1 時差法超聲波流量測量原理示意圖
圖1中有兩個超聲波換能器：順流換能器和逆流換能器，兩只換能器分別安裝在流體管線的兩側(cè)并相距一定距離，管線的內(nèi)直徑為D，超聲波行走的路徑長度為L,超聲波順流時間為td,逆流時間為tu,超聲波的傳播方向與流體的流動方向加角為θ。由于流體流動的原因，是超聲波順流傳播L長度的距離所用的時間比逆流傳播所用的時間短，其時間差可用下式表示：
其中：c是超聲波在非流動介質(zhì)中的聲速，V是流體介質(zhì)的流動速度，tu和td之間的差為：
式中X是兩個換能器在管線方向上的間距。
為了簡化，我們假設，流體的流速和超聲波在介質(zhì)中的速度相比是個小量。即：
上式可簡化為：
也就是流體的流速為：
由此可見，流體的流速與超聲波順流和逆流傳播的時間差成正比。
流量Q可以表示為：
氣體超聲波流量計的測量影響因素
（1）噪聲對氣體超聲波流量計準確度影響。來自被測介質(zhì)內(nèi)部的噪聲可能會對氣體超聲波流量計的測量準確度帶來不利的影響。噪聲的來源主要有環(huán)境噪聲和氣流經(jīng)過沒有全開的閥門時節(jié)流的噪聲。采用氣體超聲波流量計上游閥門節(jié)流控制流量大小時，節(jié)流的聲音隨著流量的增大而增大，氣體超聲波流量計與標準孔板流量計的相對誤差也逐步增大，氣體超聲波流量計的流量低于標準孔板流量計流量。當上游閥門全開，用下游閥門控制流量大小的時候，氣體超聲波流量計的信噪比較大且基本保持不變。
（2）流態(tài)對氣體超聲波流量計的影響。氣體超聲波流量計上游直管段最少為10D，下游直管段至少為5D，以保證進入流量計的天然氣流態(tài)是對稱的充分發(fā)展的紊流速度分布。根據(jù)測量管徑及精度要求的不同，超聲波一般分兩聲道、四聲道、八聲道集中模式。一般沿管道橫截面由上到下平行分布四個聲道：A聲道、B聲道、C聲道、D聲道。氣體超聲波流量計通過對各個聲道測得的流速進行加權(quán)平均得到管道中氣體的平均流速。
當上游閥門節(jié)流時，隨著流量的增大，天然氣在管道中的流速分布越來越不均勻，反應在超聲波A、D聲道的流速大于B、C通道的流速。隨著流量的增大管道內(nèi)氣體的流速由凸形分布逐漸變成凹形分布，即沿管壁的氣體流速由低于管道中心氣體流速變成高于管道中心氣體流速。當上游閥門全開時，沒有對氣流產(chǎn)生阻擋，隨著流量的增大，管道內(nèi)氣體的流速分布變化不大，始終保持正常分布，符合標準規(guī)定的流態(tài)。當天然氣經(jīng)過沒有完全開啟的閘閥時，天然氣由于閥門閘板的阻擋產(chǎn)生與管道中心軸不對稱的旋轉(zhuǎn)氣流，經(jīng)過發(fā)展成為漩渦流。
（3）氣質(zhì)對氣體超聲波流量計的影響。天然氣中的凝液和粉塵對氣體超聲波流量計的工作性能有影響。凝液或粉塵在氣體超聲波流量計最底部的換能器和表體的結(jié)合處堆積，導致氣體超聲波流量計的工作不正常，影響流量計正常工作。多聲道的氣體超聲波流量計能夠在一個聲道故障時根據(jù)其它聲道測得的流量進行自動補償運算，這個補償過程使流量計的流量輸出比正常時略有偏高。
氣體超聲波流量計應用中應注意的問題
氣體超聲波流量計測量天然氣流量的實驗數(shù)據(jù)表明氣體超聲波流量計的確有很多優(yōu)點，但在使用中應該注意以下問題：
（1）正確選型。任何流量計有它自身的測量范圍，氣體超聲波流量計測量范圍很寬，一般說來最小流量和最大流量比為1：30，大口徑流量計最大可以做到1：100。氣體超聲波流量計主要是利用測量天然氣的流速來測量天然氣的流量。其理想的工作流速范圍為（2。7～27）m/s。所以，在進行氣體超聲波流量計的選型時應該充分考慮天然氣在管道中的流速，避免出現(xiàn)超低限或超高限運行的情況。
選用氣體超聲波流量計作為計量裝置時還應考慮是否存在聲波干擾源，主要指能產(chǎn)生超聲波信號的各種設備，如高速度、大差壓的減壓設備和消音設備等。安裝氣體超聲波流量計的時候應該避開存在對流量計產(chǎn)生影響的聲波的場合，亦可采取相應措施減小或消除噪聲。
（2）合理的安裝。氣體超聲波流量計上下游直管段應該滿足要求，對于安裝條件受測量現(xiàn)場限制的場合應該加裝流動調(diào)整器。
氣體超聲波流量計安裝方式應該水平安裝。此外，在天然氣含液較多的場合，氣體超聲波流量計及其計量管段的安裝位置不應低于其上下游管道，使得天然氣中凝析出來的液體能夠隨氣流被帶走，而不在氣體超聲波流量計處堆積，造成計量故障。對于含有大量固體粉塵的天然氣應該在氣體超聲波流量計上游直管段外加裝過濾器，否則氣體超聲波流量計會因為換能器表面沉積物的堆積出現(xiàn)故障。
結(jié)束語
氣體超聲波流量計作為計量性能優(yōu)異的儀表，使用越來越廣泛，而且技術(shù)更新很快，只有充分掌握氣體超聲波流量計的工作原理和性能，才能更好地了解它，使用它，讓它更好地服務于天然氣計量。
參考文獻
中圖分類號：
TB
文獻標識碼：A
文章編號：16723198（2013）21019102
1概述
近年來，隨著液體超聲波流量計計量與測量技術(shù)的不斷發(fā)展，使得液體超聲波流量計在流量計量與測量的領域有著廣闊的應用前景，并且在很多應用工況中，逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)的容積式流量計和渦輪流量計，成為貿(mào)易交接和過程測量的新寵。美國Emerson公司的Daniel產(chǎn)品，德國Krohne，法國Faure Herman，美國Cameron等公司生產(chǎn)的多聲道管段式液體超聲波流量計已在國內(nèi)外的成品油和原油的交接計量站中有多次成功的應用，例如，在中海油的渤中LVDA27-2作業(yè)區(qū)，中海油伊拉克米桑油田區(qū)塊外輸計量，中海油-新田石油合作平臺LF7-2的外輸計量撬中均已成功投用。從技術(shù)的角度出發(fā)，由于多聲道管道式液體超聲波流量計在大口徑管道，大流量計計量中有著突出的優(yōu)勢，無附加壓力損失，無可移動部件的構(gòu)造及完善的自診斷功能，便利的在線維護性的優(yōu)勢都超過了傳統(tǒng)的容積式流量計和渦輪流量計，并有著較其他液體流量計更寬的量程比，所以逐步成為應用于液體烴貿(mào)易交接的計量儀表。
2液體超聲波流量計工作原理及檢定難點
液體超聲波流量計的測量原理是根據(jù)時差法，即當超聲波在介質(zhì)中傳播時，會帶上流體的信息，即使往返的聲波信號的傳播時間產(chǎn)生微小的變化，時間的變化正比于流速。多聲道液體超聲波流量計是通過測量不同聲道上的傳播時間差來時間測量與計算的。
根據(jù)API 5.8章節(jié)中可知，超聲波流量計不同于傳統(tǒng)的容積式流量計和渦輪流量計，其是靠電子芯片間接測量而對外發(fā)出計算脈沖的，此即為人工“制造”出與流量相關的脈沖（頻率），由于流量脈沖和串行信號是通過計算獲得，因此輸出信號會落后于流體的特性，而且經(jīng)過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的處理，脈沖信號很可能落后于串行數(shù)據(jù)的信號。
超聲波流量計在其內(nèi)部幾條聲道上進行高頻率的時間差測量，由于流體流動存在的不穩(wěn)定性，任何微小的流量擾動和脈動都會被流量計所檢測到，從而導致流量計產(chǎn)生不均勻的脈沖輸出（如圖1），而這些信息是其他傳統(tǒng)的機械性流量計而反應不出來的。
而活塞式體積管由于最大尺寸的容積仍遠小于API的容積推薦值，另外還有活塞式體積管在運行過程中的發(fā)射和回收可以引起流量的明顯擾動，因此活塞式體積管不能直接用于標定液體超聲波流量計。
綜上所述，由于超聲波流量計本身的原理及特點存在不均勻的脈沖輸出，所以導致標定的體積管容積值巨大，大型的體積管在制造，使用，運輸安裝方面存在很多不便之處，尤其是海洋石油受平臺及油輪上空間及重量的局限性，都嚴重制約著超聲波流量計在中海油的發(fā)展及應用。
3液體超聲波流量計的檢定
由上所述，根據(jù)API標準可用球形體積管根據(jù)規(guī)范推薦的容積來選擇直接標定液體超聲波流量計。但是由于海上條件的限制，不是每個項目及應用都有足夠的空間來滿足球形體積管，所以要在中海油的業(yè)務中尋求更新和發(fā)展，必須要有辦法來解決這個問題。
目前國際上的應用證明等精度傳遞理論即“活塞式體積管+標準流量計法”可以解決超聲波流量計需要體積管容積大的問題，標準流量計考慮到量程范圍，推薦用渦輪流量計。
在流量計量領域中有等精度傳遞理論，及流量量值傳遞時只需要滿足計量學相關性基本原則，流量計在使用時和檢定時流量點相同，介質(zhì)相同和使用介質(zhì)的物理特性相同，流量計檢定和使用時幾何特性相同，流量計在檢定和使用過程中的操作過程相同，那么流量基準所復現(xiàn)的流量單位制將會等同精度傳遞給工作流量計。
“小容積體積管+標準流量計法”的檢定方法為：
（1）先利用活塞體積管檢定作為中間傳遞的標準流量計，在規(guī)定的流量點下，逐點進行多次重復測量（測量次數(shù)不少于5次），再進行溫度，壓力修正后，計算出標準表在每個檢定點下的平均儀表系數(shù)和對應的重復性。標準流量計檢定得到的重復性已優(yōu)于0.02%為宜。
（2）在相同的檢定流量計和檢定條件下，在規(guī)定的時間段和規(guī)定的標準表脈沖數(shù)（通常大于10000個）內(nèi)同時記錄標準表流量計和超聲波流量計的脈沖數(shù)以及當時各處的溫度，壓力數(shù)據(jù)，此時體積管停止運行。
（3）通過標準表的脈沖數(shù)及儀表系數(shù)及當時的溫度，壓力，計算出流過標準表的流體體積。
（4）通過標準表的流體體積及超聲波流量計處的溫度，壓力可以得出超聲波流量計在每一個檢定點下的平均儀表系數(shù)和對應的重復性。
目前“小容積體積管+標準流量計法”是液體超聲波流量計的主要檢定方法，國外主要的技術(shù)機構(gòu)都采用本方法，并且主流的流量計算機，例如S600+，OMNI等都在控制程序中都支持該檢定方法。
小容積體積管+標準流量計的檢定方法符合JJG1030-2007超聲波流量計檢定規(guī)程中關于現(xiàn)場在線檢定的技術(shù)要求，可以對使用中的超聲波流量計的進行檢定和檢驗。
4液體超聲波流量計在中海油貿(mào)易交接的應用
中海石油旅大32-2/27-2油田項目中第一次應用液體超聲波流量計作為貿(mào)易交接的應用。該油田在其旅大32-2PSP平臺上配備了兩套美國艾默生公司Daniel液體超聲波流量計，采用一臺18in活塞式體積管（容積值約120L）及一臺渦輪流量計為標準表。應用本文提出的方法進行標定后得到新的流量計系數(shù)。外輸作業(yè)結(jié)束后，通過對比流量計及油罐的數(shù)據(jù)得到較好的一致性，兩者之間偏差小于0.02%。目前該項目已經(jīng)投用兩年多，得到客戶的肯定和好評。
隨后中海油伊拉克項目采用了三套DN150的液體超聲波流量計，同樣配用18in活塞式體積管及一臺渦輪流量計為標準表，目前已經(jīng)為中海油與伊拉克油田方提供貿(mào)易計量的服務。
此外，液體超聲波流量計+球形體積管方式應用于中海石油-新田石油合作平臺LF7-2原油的外輸計量中。
對于中海油近五年來首個FPSO，恩平油田群24-2船，已經(jīng)確認為液體超聲波流量計（三用一備DN250）+球形體積管（30寸雙相球形體積管）的外輸計量方案。2014年將投產(chǎn)使用。
5結(jié)論
作為貿(mào)易計量儀表，準確性，重復性是流量計的重要參數(shù)指標，為了保證液體超聲波流量計的這些指標，就應該遵守計量法規(guī)的可行的在線檢定技術(shù)和方法。貿(mào)易計量儀表的標定是流量量值傳遞及溯源連中最重要的環(huán)節(jié)，國家計量檢定方法對流量計的發(fā)展及應用有著重大的意義和推進作用。超聲波流量計計量液態(tài)烴發(fā)展較晚，相對其他傳統(tǒng)的流量計而言，國際上相應的標準也較少。美國石油協(xié)會API于2002年10月制定的采用時差法超聲波流量計測量液態(tài)烴的技術(shù)標準草案，2005年1月轉(zhuǎn)為正式標準API MPMS 5.8：2005《用時差法超聲波流量計計量液態(tài)烴》.我國沒有液體超聲波流量計計量液態(tài)烴的專項規(guī)范標準，僅在2007年了用于檢定超聲波流量計的檢定規(guī)程《JJG1030-2007超聲波流量計的檢定規(guī)程》，該規(guī)程是一個通用的標準，尤側(cè)重于氣體超聲波流量計的檢定，對計量液體超聲波流量計的標定的特殊性沒有涉及。
中圖分類號：S210.4 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）15-0398-01
節(jié)約資源和環(huán)境保護是我國的基本國策，也是我國當前重要的發(fā)展戰(zhàn)略。能源計量是節(jié)能減排的重要基礎和保障，是實現(xiàn)節(jié)能減排的重要技術(shù)措施和基礎環(huán)節(jié)。據(jù)統(tǒng)計全國17000家左右的重點用能單位能源消費占了全國能源消費的60%以上。重點用能單位就是年綜合能源消費總量一萬噸標準煤以上的用能單位以及國務院有關部門或省、自治區(qū)、直轄市人民政府、節(jié)能管理部門指定的年綜合能源消費總量五千噸以上不滿一萬噸標準煤的用能單位。抓好重點用能單位的節(jié)能，是實現(xiàn)“十二五”期間節(jié)能減排目標的重要支撐和保證。為此，國家質(zhì)檢總局組織制定了JJF1356-2012重要用能單位能源計量審查規(guī)范，對審查內(nèi)容、審查要求、審查方法及結(jié)果做了詳細的規(guī)定。
根據(jù)審查規(guī)范第6.1.1.2項規(guī)定重點用能單位應再配備必要的便攜式能源計量器具，以滿足自檢自查要求。便攜式能源計量器具是指方便拆卸的，在拆卸及測量過程中不影響被測介質(zhì)正常狀態(tài)的能源測量儀表，這類儀表多數(shù)是通過非接觸測量來實現(xiàn)測量目的的。第6.3.3項中第三條規(guī)定對無法拆卸的、無檢定規(guī)程或校準規(guī)范的非強制檢定計量器具，應采取可行、有效的措施（如：自校、比對、定期更換等）確保其量值準確可靠。結(jié)合我廠實際情況我們配備了0.5級便攜式超聲波流量計。下面我們探討一下便攜式超聲波流量計在我廠能源計量方面的應用。
做為一個連續(xù)生產(chǎn)的工廠，計量器具的拆除會導致車間停產(chǎn)，所以要進行自校。所謂自校是指用能單位用便攜式能源計量表與在線能源計量器具進行比較測量。
一、用便攜式超聲波流量計進行在線水計量流量計自校方法
在使用現(xiàn)場對流量計測量系統(tǒng)進行校對時一般包括零點校驗、常用示值和累積流量校驗。通常先進行零點校驗，在零點正常情況后，進行其他點的示值校驗，如果零點不正常，應查找原因，經(jīng)處理使之正常后再進行其他點的示值校驗。
1、流量計測量系統(tǒng)的零點校驗
①保證流過流量計的流體流量確實為零，這是流量計校零的基礎，一般現(xiàn)場使用時間長的切斷閥關閉后能做到無泄漏者不多，所以校對零點時一定要確認這點，才能避免弄巧成拙。
②在流量計測量管道中必須充滿被測的水。不滿管會造成流量計示值的錯誤。
③安裝換能器時，管道外表面應去保溫層、去漆，銹跡應砂平，涂勻耦合劑，不能有空隙，以免聲波在固、氣界面上發(fā)生折射，無法傳到被測流體。
④換能器安裝在水平管道上時，為避開管道頂部可能存在的氣泡和底部可能沉積的泥沙或其他固形物，應盡可能安裝在與水平成45度角的位置。
⑤換能器不能安裝在管道焊縫處以及有電磁干擾的地方。
⑥將便攜式超聲波流量計電源打開，將測量的管道周長、壁厚、測量試管道材質(zhì)，有無襯里、介質(zhì)為常溫水等參數(shù)輸入流量變送器中，流量變送器會自動計算出安裝距離。
⑦按照計算出的安裝距離進行換能器安裝，安裝好后檢查流量計檢測信號，信號正常后開始檢驗。
⑧讀取被校驗儀表和超聲波流量計示值，確定是否為零。
2、流量測量系統(tǒng)的示值流量校驗
零點校驗后，將閥門打開至常用流量，待流量穩(wěn)定后，讀取被校驗儀表和超聲波流量計示值，讀取5次進行誤差計算。
3、流量測量系統(tǒng)的累積流量校驗
對于能源計量來說，進行數(shù)據(jù)采集是定時定點的采集，通過日用或月用量進行考核。這就要求流量測量系統(tǒng)的累積流量值一定要準確可靠。水計量我們采用的多為機械水表和電磁流量計。下面介紹一下校驗方法：
①示值校驗后，將超聲波流量計的累積流量設置顯示界面上清零。
②將被檢水表或電磁流量計累積表數(shù)記下，同時啟動超聲波累積計量。
③依據(jù)水平螺翼式水表檢定規(guī)程，檢定使用中水表，檢定用水量不少于水表最小分度值的200倍，計算通水量，計時開始。
④到達時間后，計算被校驗表的累積用量和超聲波流量計累積用量，計算誤差，不合格再做一遍，再不合格，調(diào)試或更換。
二、用便攜式超聲波流量計確定重點用能設備
根據(jù)審查規(guī)范第6.1.2.1規(guī)定，重點用能單位能源計量器具配備應符合GB17167-2006《用能單位能源計量器具配備和管理通則》的要求，具體要求見附錄A。其中附錄A中A.4.3.4規(guī)定單臺設備能源消耗量大于或等于表二中一種或多種能源消耗量限定值的為主要用能設備，主要用能設備應按要求加裝能源計量器具。根據(jù)要求用水量單臺設備超過每小時1噸的應加裝流量計。如何確定那些設備用水量超過標準呢？我們選擇用超聲波流量計實測。在設備連續(xù)運行時用超聲波流量計不定時測試3次確定，不達標的不用安裝計量儀表。
據(jù)統(tǒng)計凡是配備了便攜式節(jié)能檢測儀表的用能單位，則具有一定的節(jié)能檢測能力，配置便攜式節(jié)能檢測儀表對于提高用能單位節(jié)能檢測合格率，不斷提高用能單位節(jié)能管理水平是十分必要的，有利于降低配表成本，也能夠滿足能源利用報告制度的要求。所以說配置便攜式能源檢測儀表是十分必要的，這就要求我們要針對能源計量儀表的綜合性、難易拆卸性，引進研制更多更好的便攜式儀表以及研究更多的在線檢定方法，保證能源計量數(shù)據(jù)的準確可靠，為節(jié)能減排工作提供強有力的支持，以實現(xiàn)節(jié)能減排的目標。
參考文獻
超聲波流量計是當今工業(yè)生產(chǎn)自動化以及檢測技術(shù)中常用的計量儀表，通常采用232/485通信接口或者4～20mA模擬信號接口輸出。這種輸出方式在很長一段時間內(nèi)滿足了工業(yè)上數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?。但隨著當今工業(yè)自動化的迅速發(fā)展尤其是各類檢測系統(tǒng)的發(fā)展，常規(guī)的輸出方式的弊病已經(jīng)越來越明顯，流量計的遠程通信成為一種趨勢?，F(xiàn)在常用的解決方案是通過RTU接收儀表的數(shù)據(jù)，再實現(xiàn)儀表數(shù)據(jù)的遠傳。
一、超聲波流量計的基本結(jié)構(gòu)
計量儀表的設計通常分為一次儀表與二次儀表兩部分，這種超聲波流量計的基本構(gòu)架設計也遵從這種方式，采用一次儀表與二次儀表分開設計。超聲波流量計結(jié)構(gòu)如圖1所示。
一次儀表主要實現(xiàn)將電能轉(zhuǎn)換為超聲波，同時實現(xiàn)超聲波信號的檢測與處理，
二次儀表主要實現(xiàn)檢測超聲波信號傳播時間，計算出相應流速，并對相應的結(jié)果進行判斷與驗證，同時實現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理與輸出。可以說，二次儀表是計量儀表的大腦，所有的邏輯運算與數(shù)據(jù)處理都在二次儀表中進行。
超聲波流量計總體由一次儀表與二次儀表構(gòu)成[1]，一次儀表包括壓電換能器及其相關電路，包括：
（1）超聲波信號收發(fā)部分：完成超聲波信號的發(fā)射與接收，實現(xiàn)換能器對能量形式的轉(zhuǎn)換；
（2）超聲波信號處理部分：實現(xiàn)對收發(fā)信號的處理，使電路信號能夠與控制芯片信號較好的配合
二次儀表主要實現(xiàn)人機交互、信號處理等功能，其主要包括：
（1）最小系統(tǒng)：ARM芯片能夠工作的最基本系統(tǒng)條件，包括電源電路、時鐘電路、復位電路等
（2）數(shù)字信號處理部分：包括已調(diào)理信號的處理、數(shù)據(jù)輸入存儲器等
（3）驅(qū)動服務：完成人機互動、數(shù)據(jù)通信等功能
二、遠程通信模塊的基本結(jié)構(gòu)
現(xiàn)在常用的RTU采用485協(xié)議與儀表進行通訊，然后通過網(wǎng)絡通信模塊進行數(shù)據(jù)傳輸。常見的網(wǎng)絡模塊包括ZIGBEE模塊、GPRS模塊、3G模塊以及最新的4G模塊等。
較為合理的遠程通信方式可以考慮采用ZigeBee技術(shù)組成小范圍的無線傳感網(wǎng)絡解決有線通信走線復雜的問題，同時可以實現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)傳感器的互聯(lián)互訪。再通過某一至兩個GPRS節(jié)點上傳數(shù)據(jù)實現(xiàn)遠距離的數(shù)據(jù)通信，這樣的結(jié)構(gòu)既可以節(jié)省485通信線路走廊，也可以節(jié)約GPRS節(jié)點的個數(shù)。
總之，整個通信流程中，ZigBee與GPRS通信技術(shù)相互配合，取長補短，能夠，采用ZigBee技術(shù)實現(xiàn)近距離通信，GPRS實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠傳，兩種方式可以實現(xiàn)大范圍、遠距離的傳感器組網(wǎng)數(shù)據(jù)通信。
三、遠程超聲波流量計遠程模塊的設計
3.1遠程模塊硬件結(jié)構(gòu)
設計將常規(guī)超聲波流量計與RTU的設計相結(jié)合，采用ARM作為處理核心。由于ARM具備的多任務處理的能力，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理與傳輸。這種方案在傳統(tǒng)超聲波流量計的硬件結(jié)構(gòu)的基礎上，只需要增加了傳感器的遠傳模塊就可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程傳輸。傳感器基于Zigbee組網(wǎng)并通過GPRS實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠傳功能，使傳感器成為真正意義上的遠程流量計。
遠程超聲波流量計的基本結(jié)構(gòu)與常規(guī)流量計并沒有太大區(qū)別，但他的設計增加了網(wǎng)絡協(xié)調(diào)器。其硬件結(jié)構(gòu)設計如圖2所示。
以LPC2210作為控制器為例，通過SPI接口實現(xiàn)與MC13192 Zigbee模塊的數(shù)據(jù)傳輸，再通過UART1串口實現(xiàn)與SIM800 GPRS的數(shù)據(jù)傳輸。
3.2軟件結(jié)構(gòu)的設計
無線收發(fā)功能主要是由GPRS模塊和Zigbee模塊配合實現(xiàn)的無線收發(fā)模塊的應用程序各主要任務如表1所示：
通過優(yōu)先級的不同，依次完成各任務。
四、總結(jié)
通過將二次儀表的設計與RTU相結(jié)合，流量計的可嵌入性得到極大的提升，極大的降低了工業(yè)自動化生產(chǎn)、流量監(jiān)控系統(tǒng)等運用場所中的安裝成本與設計難度，提高了數(shù)據(jù)傳輸效率，具有較好的研發(fā)前景。
參 考 文 獻
引言
超聲波流量計是一種可以利用非接觸的方法來測量流體流量的儀表。它既可以測量其他儀表不能檢測的非導電介質(zhì)、放射性、易爆和強腐蝕介質(zhì)的流量，也可以用于不易觀察和直接接觸的介質(zhì)流量的測量。它的測量準確度較高，可以不受被測介質(zhì)的各種參數(shù)的干擾，尤其可以解決測量大管徑的液體流量問題。因此超聲波流量計被廣泛應用于環(huán)保、油田、水務公司、冶金、發(fā)電等行業(yè)，而熟悉和掌握超聲波流量計的安裝及常見故障問題處理是解決流量測量準確這一問題的關鍵所在。
1 超聲波流量計的測量原理
超聲波流量計是通過測量流體流動對超聲波產(chǎn)生的信號影響來對流體流量進行測量，其測量原理是利用“時差法”來測量的。
而時差法的測量原理為：一個超聲波探頭發(fā)射聲波信號穿過流體介質(zhì)、管壁到另一側(cè)的管壁后，被管壁的另一忍酵方郵盞叫藕牛與此同時，第二個探頭也發(fā)射聲波信號被前一個探頭接收到，由于受到流體介質(zhì)間流速的影響，兩者之間存在一定的時間差Δt，根據(jù)公式推算出時間差Δt和流速V之間的轉(zhuǎn)換關系V=（C2/2L）×Δt，進而可以得到相關的管道內(nèi)的流量值Q。
2 超聲波流量計的特點
2.1 使用面廣
在發(fā)電廠中，用便攜式超聲波流量計測量水輪機進水量、汽輪機循環(huán)水量等大管徑流量。超聲波流量計也可用于氣體流量測量。管徑的適用范圍從2cm到5m，從幾米寬的明渠、暗渠到河流都可適用。多普勒法超聲波流量計可測量雙相介質(zhì)的流量，故可用于下水道及排污水等臟污流的測量。
2.2 價格適中
因各類超聲波流量計均可管外安裝、非接觸測流，流量儀表成本基本上與被測管道口徑大小無關。從而比起其他類型的流量計，超聲波流量計隨著口徑增大造價大幅度減少，所以，口徑越大，優(yōu)點越顯著。另外一般流量計隨著測量管徑的增大會帶來制造和運輸上的困難，從而抬高成本和造價，而超聲波流量計在成本和造價方面均可避免。
2.3 維修和安裝方便
安裝時不需要閥門，法蘭、旁通管路等，無論是安裝還是維修，都不需要切斷流體，不會影響管道內(nèi)流體的正常流通。因此，維修和安裝方便。
2.4 解決測量各種介質(zhì)流量的難題
超聲波流量測量的準確度幾乎不受被測流體溫度、密度、壓力和粘度等參數(shù)的影響。由于超聲波流量計是非接觸式流量儀表，所以，除了用于測量水、石油等一般介質(zhì)外，還能對非導電介質(zhì)、放射性、易爆和強腐蝕介質(zhì)進行流量測量。
3 超聲波流量計探頭的分類及主要安裝方法
3.1 超聲波流量計探頭的種類
常用的超聲波流量計探頭按安裝方式有如下三種：
（1）管段式探頭，安裝時需要切開選定的直管段，采用法蘭連接。產(chǎn)品已經(jīng)過生產(chǎn)廠家標定，好處是探頭可以在使用企業(yè)不用停產(chǎn)的情況下進行維修，其特點是測量的準確度高。（2）插入式探頭，安裝時需用鉆孔工具在使用企業(yè)不停產(chǎn)狀態(tài)下將探頭插入管線中。特點是能在水中帶氣體或水管內(nèi)壁結(jié)垢情況下實現(xiàn)準確可靠的測量。（3）外夾式探頭，安裝時需將管外壁的預安裝位置用打磨工具打磨光滑后用耦合劑將探頭貼于管外壁再用專用夾緊裝置固定。此類方法能方便地在管壁外進行水流量測量，也適合便攜式流量計。不好的地方是易造成耦合劑的處理不當引起信號接收狀態(tài)異常而影響測量的準確性和可靠性。
3.2 超聲波流量計探頭的安裝方法
超聲波流量計傳感器的安裝方法直接關系到水流量測量的運行可靠性、可信度和準確性。
超聲波流量計探頭的安裝位置一般選擇兩個探頭管軸在與管軸水平面成45度夾角處或管道的管軸水平方向上。
超聲波流量計探頭的安裝方法有Z、V、N、W方法。其中N、W方法適用于管徑為50mm以下的管道，因性價比和使用難度原因而被很少用到。常用方法主要有兩種：（1）“Z”方法安裝，“Z”方法安裝一般適用于水介質(zhì)較差不潔凈、輸水管道管徑較大、管道內(nèi)壁有水垢或使用“V”方法安裝信號失真較嚴重的情況。一般“Z”方法安裝的可測管徑范圍通常在100mm～600mm，300mm以上管徑的管道選用“Z”方法安裝較適合。安裝探頭時須注意管道軸線與上下游兩探頭在同一平面內(nèi)，且上游探頭在高位，下游探頭在低位。（2）“V”方法安裝，“V”方法安裝是標準的安裝方法，可測量外管徑范圍為25mm～400mm。安裝探頭時須注意上下游兩探頭水平方向?qū)R，使其管道軸線與中心連線水平一致。
3.3 超聲波流量計探頭安裝的后續(xù)檢查
（1）通過流量計表頭核查上下游端探頭的信號質(zhì)量和信號強度是否滿足要求，判斷探頭能否接收到流量計表頭工作所需的超聲波信號。（2）主要檢查安裝位置與探頭需要的間距是否合適。（3）與管道外壁結(jié)合面的接觸是否光滑，結(jié)合是否緊密。
4 超聲波流量計使用中的常見故障與處理方法
4.1 故障表現(xiàn)：外夾式超聲波流量計探頭的信號過低
（1）故障分析：輸水的管道結(jié)垢較厚、管道外徑過大超過允許范圍、管道中介質(zhì)不滿管或探頭選用的安裝方法不合適。（2）處理方法：管道結(jié)垢較厚可選用插入式的探頭安裝，對于外管徑過大和管道中介質(zhì)不滿管可以重新選擇探頭的安裝方法。
4.2 故障表現(xiàn)：流量計儀表在安裝現(xiàn)場的強磁場干擾下無法正常使用
（1）故障分析：有可能是探頭周圍有強磁場干擾、有大功率變頻器、接地線的安裝不合適或流量計的供電電源波動較大。（2）處理方法：將流量儀表安裝在遠離強磁場和大功率變頻器的場地，將流量計表頭正確方法接地，給流量計換裝穩(wěn)定的電源供電。
4.3 故障表現(xiàn)：流量計的瞬時流量數(shù)據(jù)波動較大
（1）故障分析：可能由于探頭的安裝位置和管道內(nèi)氣體的影響使信號強度波動較大，從而使流量數(shù)據(jù)波動較大。（2）處理方法：首先重新調(diào)整探頭的角度和位置，使管道軸線與上下游兩探頭在同一平面內(nèi)，其次保證探頭的安裝間距準確無誤。如管道內(nèi)有氣體影響管道內(nèi)本身流體波動大，也可以重新選擇探頭的安裝位置，但是要確保探頭安裝前10D后5D的安裝要求。
4.4 故障表現(xiàn)：插入式探頭在使用一段時間后出現(xiàn)主機信號降低現(xiàn)象
（1）故障分析：可能管道內(nèi)或者探頭表面產(chǎn)生水垢、探頭安裝位置改變或者發(fā)生偏移、探頭長時間日曬導致信號衰減。（2）處理方法：重新安裝和調(diào)整流量計探頭的位置，清潔探頭和管壁上的水垢，若探頭信號已經(jīng)衰減可重新更換新的探頭。
4.5 故障表現(xiàn)：流量計在開機的情況下無法顯示數(shù)據(jù)
（1）故障分析：流量計表頭的保險絲已經(jīng)燒斷或者使用方提供的電源與流量儀表所需要的額定值不符。（2）處理方法：在儀表上檢查保險絲是否已經(jīng)燒斷，并檢查使用方提供的電源參數(shù)是否與流量儀表所規(guī)定的額定值相符合。
4.6 故障表現(xiàn)：流量儀表開機后只有背光顯示卻無任何數(shù)據(jù)顯示
（1）故障分析：此類情況一般為流量儀表本身的內(nèi)部程序芯片異常所致。（2）處理方法：聯(lián)系流量計生產(chǎn)廠家現(xiàn)場檢查故障并處理，如無法現(xiàn)場修理則需寄回廠家檢查并維修。
中圖分類號：TP274 文獻標識碼：B 文章編號：1004-373X(2009)04-053-03
Time Difference Ultrasonic Flowmeter and Its Simple Arithmetic
SU Manhong,WU Zhimin,YE Weiyuan
(Shenzhen Polytechnic College,Shenzhen,518055,China)
Abstract：Aiming at the high precision time measurement and large amount computing of time difference ultrasonic flowmeter,an ultrasonic flowmeter system based on FPGA,DSP and MCU is designed.The hardware controlled by the FPGA to ensure accurate timing.The auto delay-window of signal receive technique is adopted,by extracting useful measurement signal,the needed data is reduced and anti-jamming capabilit is enhanced,and the measuring speed has been greatly accelerated by simplified algorithms.It is proved by simulator with Matlab and experiment that the system is feasible.
Keywords：time difference ultrasonic flowmeter;delay window;arithmetic simplify;anti-jamming capability
流體流量計的用途十分廣泛,在工業(yè)上,如石油、化工、水電等部門,流量計已經(jīng)成為對液體流量檢測必不可少的設備。超聲波流量測量技術(shù)是一種利用超聲波信號在流體中傳播時所載流體的流速信息來測量流體流量的測量技術(shù)，作為一種新型的非接觸式流量計，它具有安裝簡單、使用方便、測量范圍寬等特點，時差法超聲波流量計測量流量是目前廣泛應用的一種方法。近幾年來，隨著FPGA和DSP的發(fā)展和廣泛應用，數(shù)字信號處理技術(shù)的改進使產(chǎn)品的測量精度得到了不斷提高。
時差式超聲波流量計需要采用兩個超聲波探頭來進行信號的發(fā)送和接收，通過測量超聲波自傳感器沿順、逆流方向傳播時的時間差計算流體流動速度［1］，由于該時間差很小，往往達到納秒量級甚至更低，測量超聲波傳播時間的精度是流量計測量精度的關鍵，也是設計人員重點研究的問題［2］。針對上面的要求，在此設計了一種基于FPGA和DSP的高精度超聲波流量計系統(tǒng)，利用FPGA和DSP分別實現(xiàn)精確的時序控制和快速的數(shù)字信號處理［3，4］，從而提高系統(tǒng)的響應速度、準確度和穩(wěn)定性。為提高測量精度，該系統(tǒng)在信號處理上主要采用插值和相關法，由于檢測和處理超聲波信號的運算量大，對系統(tǒng)硬件要求很高，該系統(tǒng)結(jié)合滑動窗口對相關算法進行了簡化，提高了系統(tǒng)的性能。
1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理
系統(tǒng)的硬件組成結(jié)構(gòu)如圖1所示，其是由FPGA，DSP，MCU、切換電路、A/D轉(zhuǎn)換、自動增益控制、外部RAM和LCD顯示等幾部分構(gòu)成的。DSP為數(shù)字處理核心，用于FIR濾波、相關運算等大量數(shù)據(jù)處理［5］，整個系統(tǒng)的時序由FPGA控制，確保了時序的準確性［6］。
圖1 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖
超聲波換能器A，B在FPGA的控制下，輪流工作在發(fā)射和接收狀態(tài)，用以測量順流、逆流時超聲波傳播的時間差，其諧振頻率為1 MHz。接收信號經(jīng)過選頻放大濾除了部分干擾信號，再由自動增益控制AGC放大后送往A/D轉(zhuǎn)換器，以每次25 ns的轉(zhuǎn)換速度實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換，并存儲到外部RAM中，整個過程都在FPGA的控制下進行，確保了時序的準確性。為了進一步提高運行的速度，DSP首先將外部RAM中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到內(nèi)部RAM中，再進行55階FIR濾波，經(jīng)過FIR濾波后的信號，其采樣速率較低，測量精度不夠高，為了提高精度，這里進行了插值運算，插值后的兩組信號再經(jīng)過相關運算處理［7］，便得出流體順流和逆流的時間差，從而求出流體的流速［8，9］。
2 滑動窗口接收技術(shù)
滑動窗口是在接收信號到達的前后才有效的一個時間窗口，窗口之外的信號一概不予處理，這樣可以減小噪聲的干擾并降低運算量。為保證檢測信號的有效性，必須先去掉接收端的干擾， 采用窗口和脈寬檢測是兩個行之有效的方法。測量窗口的初始位置是根據(jù)人機對話輸入的參數(shù)設置的，并通過有效信號的檢測位置不斷調(diào)整窗口到合適的位置。窗口的設置限定了信號的接收范圍， 在一定程度上消除了噪聲的干擾，同時也減少了要處理的信號樣本數(shù)，降低了運算量。
滑動窗口的設置方法為：單片機根據(jù)人機對話輸入的參數(shù)（管徑、壁厚及流體），計算出信號自發(fā)射探頭到接收探頭所需傳播時間的近似值，根據(jù)該近似值控制數(shù)據(jù)采樣的開始時間，每組數(shù)據(jù)采集15 000個點，由于采集的數(shù)據(jù)足夠多，完全可以保證有用數(shù)據(jù)能夠被采集到。經(jīng)過AGC電路的調(diào)整，當采集到的信號幅度滿足要求時便對它們分別進行FIR濾波，再根據(jù)幅值找出有用信號的最大值點并進行信號有效性判斷，信號確定為有效后再進行滑動窗口調(diào)整，將有用信號移動到有效窗口。由于換能器探頭的諧振頻率為1 MHz，采樣頻率為40 MHz，探頭發(fā)射信號為5個周期，考慮到探頭的余波，為了更好地采集接收信號，窗口寬度設定為800個信號點，即20個信號周期。圖2所示為窗口調(diào)整前部分內(nèi)存中的數(shù)據(jù)，從上面可以看到兩組信號，前者幅度小，是超聲波沿管壁直接傳遞而形成的，其傳播速度快，傳播時間短，后者是超聲波沿正常路徑傳輸?shù)慕Y(jié)果，幅度較大，也是需要的有用數(shù)據(jù)。圖3是窗口調(diào)整后內(nèi)存中的數(shù)據(jù)，可以看到，有效數(shù)據(jù)已被移動到最左側(cè)的有效窗口中，后面的插值及相關運算都是只對該段數(shù)據(jù)進行。
3 插值及相關算法的簡化
在超聲波發(fā)生電路中，由同一觸發(fā)脈沖觸發(fā)2個相同的換能器產(chǎn)生超聲波，測量中2路采集信號具有很大的相似性，因此能對信號進行相關處理。在超聲波流量計中，對時間測量精度的要求很高，為了提高分辨率，可以采取一般的采樣方法，然后通過數(shù)字信號處理中常用的插值算法，由軟件提高系統(tǒng)的采樣頻率，從而提高時間的分辨率。
圖2 窗口調(diào)整前部分內(nèi)存中的數(shù)據(jù)
圖3 有效數(shù)據(jù)被移動到左側(cè)
換能器的諧振頻率為1 MHz，采樣頻率為40 MHz，采樣的時間分辨率為25 ns，對于超聲波流量計，這樣的分辨率是不夠的，還必須提高信號的采樣頻率，即進行插值處理。如果采取先補“0”再濾波的方法，必須增加濾波器的階數(shù)，同時由于插值后樣本增加，濾波運算所需要的時間會大大增加。因此該系統(tǒng)采用線性插值的方法，在相鄰2個數(shù)據(jù)點之間插入19個點，這些點與插入前的相鄰點在同一直線上，這樣時間分辨率可以達到1.25 ns。
該系統(tǒng)時間差的測量是通過比較兩組超聲波信號的皮爾遜積差相關系數(shù)的值來確定的，相關系數(shù)的計算方法如下［10］：
設xi和yi分別代表兩組信號的采樣值，i=1,2,…,n。n為采樣數(shù)量，設x,yХ直鷂兩組采樣信號的平均值有，
x=∑xi/n,y=∑yi/n
Еx,σyХ直鷂2組采樣信號的均方差有：
σx=∑(xi－x)2/(n－1),
σy=∑(yi－y)2/(n－1)
rС莆相關系數(shù)，其公式為：
r=∑(xi－x)(yi－y)∑(xi－x)2∑(yi－y)2
上式經(jīng)過簡化后得到公式：
r=n∑xiyi－(∑xi)(∑yi)n∑x2i－(∑xi)2n∑y2i－(∑yi)2
相關系數(shù)r的重要特征為：0
因有效窗口兩端數(shù)據(jù)的變化很小（如圖3所示），在小范圍內(nèi)改變兩組數(shù)據(jù)的相位關系后，可以認為相關系數(shù)公式中的分母項的值是不變的，其不隨兩組采樣信號的移相變化而變化。因此，在判斷相關系數(shù)最大值時，只需計算相關系數(shù)公式中的分子式項n∑xiyi－(∑xi)(∑yi)У鬧擔然后判斷它的最大值即可，這樣可以大大地減少系統(tǒng)的運算量，提高系統(tǒng)的反應的速度。
4 相關算法及其簡化算法的仿真與比較
為了檢驗相關算法簡化后對結(jié)果帶來的影響，把采集到窗口中的兩組數(shù)據(jù)經(jīng)濾波與插值后，通過Matlab分別對完整的相關算法及簡化算法進行仿真分析［11］，仿真波形如圖4所示。
圖4 相關算法及其簡化算法在Matlab中的仿真
其中上部為簡化算法的仿真結(jié)果，下部為完整相關算法的仿真結(jié)果。圖5為一部分仿真數(shù)據(jù)。從圖中可以看出，完整相關算法的相關系數(shù)據(jù)介于+1~-1之間，最大值（接近于1）出現(xiàn)在5 001的位置。相比之下，簡化算法的值大若干數(shù)量級，這是簡化算法略去分母的結(jié)果，但這對計算沒有影響，只要得到最大值出現(xiàn)的時間，重要的是簡化算法的最大值也出現(xiàn)在5 001的位置，并且其波形與完整的相關算法幾乎一樣。由此可見，相關算法的簡化并沒有對這里的計算帶來誤差。
為進一步證實系統(tǒng)的可用性，將該系統(tǒng)與寶麗聲DCT7088超聲波流量計進行了對比測量，被測管道為外徑為45 mm的鋼管，壁厚3.5 mm，管道中的水由循環(huán)泵驅(qū)動，通過變頻器控制循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速來得到不同的流速，測量結(jié)果如圖6所示，二者測量結(jié)果已經(jīng)十分逼近。
圖5 相關算法及其簡化算法的部分仿真數(shù)據(jù)
圖6 實測流量對比曲線
5 結(jié) 語
這里以FPGA，DSP和MCU作為核心器件設計了一種時差式超聲波流量計，結(jié)合自動延遲窗口技術(shù)，大大簡化了用于計算時間差的相關算法，提高了系統(tǒng)的性能。通過對系統(tǒng)實驗測試及計算機仿真，表明該系統(tǒng)方案切實可行。
參 考 文 獻
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一、時差式氣體超聲波流量計的工作原理
氣體超聲波流量計的是利用超聲波在流體中沿順流傳播的時間和沿逆流傳播的時間差與流體流速成正比這一原理來測量流體流量的。工作原理見圖1。
圖1中，氣體超聲波流量計的換能器A和換能器B裝在管道兩側(cè)，超聲波的聲程長度為L，超聲波傳播的方向與流體在管道中的流動方向夾角為θ，超聲波在流體中的順流傳播時間為tD，逆流傳播時間為tU。
（1）
（2）
式中：
c――超聲波在靜止流體中的聲速，
V――流體介質(zhì)的流動速度。
聯(lián)立解方程（1）和方程（2）可得：
（3）
式中：
X――換能器A和換能器B在水平方向上的距離。
從式（3）中可以看出，氣體的流速測量與介質(zhì)的聲速無關，只與長度和時間兩個參數(shù)有關。
二、氣體超聲波流量計計量出現(xiàn)誤差的原因
（一）噪聲對氣體超聲波流量計準確度影響。
噪聲的來源主要有環(huán)境噪聲和氣流經(jīng)過沒有全開的閥門時節(jié)流的噪聲。我們采用氣體超聲波流量計上游閥門1節(jié)流控制流量大小時，節(jié)流的聲音隨著流量的增大而增大，氣體超聲波流量計與標準孔板流量計的相對誤差也逐步增大，氣體超聲波流量計的流量低于標準孔板流量計流量。當閥門1全開，用閥門2控制流量大小的時候，氣體超聲波流量計的信噪比較大且基本保持不變，氣體超聲波流量計與標準孔板流量計的相對誤差基本保持不變。當采用上游閥門1節(jié)流的時候，氣體超聲波流量計的信噪比明顯低于上游閥門全開的時候。這是因為，當氣體超聲波流量計上游閥門節(jié)流時除了能產(chǎn)生我們能聽到的聲音外還能產(chǎn)生人耳無法聽到高頻超聲波，當這種聲波的頻率與氣體超聲波流量計的工作頻率相近的時對氣體超聲波流量計的準確度產(chǎn)生的影響。
（二）流態(tài)對氣體超聲波流量計的影響。
GB/T 18604-2001《用氣體超聲波流量計測量天然氣流量》要求氣體超聲波流量計上游直管段最少為10D，下游直管段至少為5D，保證進入流量計的天然氣流態(tài)是對稱的充分發(fā)展的紊流速度分布而計量管路中的閥門等阻流件會對天然氣的速度分布產(chǎn)生影響，從而影響測量的準確度。當閥門1節(jié)流時，隨著流量的增大，天然氣在管道中的流速分布越來越不均勻，反應在超聲波通道的流速大于通道的流速。符合標準規(guī)定的流態(tài)。因為當天然氣經(jīng)過沒有完全開啟的閘閥時，天然氣由于閥門閘板的阻擋產(chǎn)生與管道中心軸不對稱的旋轉(zhuǎn)氣流，經(jīng)過發(fā)展成為漩渦流。
（三）氣質(zhì)對氣體超聲波流量計的影響。
氣體超聲波流量計對于我們來說是一個全新的流量計，我們以前只是從理論上對其有一定的了解，而對它的實際工作性能并不了解。我們知道氣體超聲波流量計對氣質(zhì)條件要求不嚴格。用于工業(yè)環(huán)境下連續(xù)測量不含大濃度懸浮粒子或氣體的大多數(shù)清潔均質(zhì)液體的流量。對于含有液體和少量粉塵的氣體在使用中應該注意。
在使用過程中，我們發(fā)現(xiàn)氣體超聲波流量計的流量和標準孔板流量計相比偏高。使用CUI軟件進行氣體超聲波流量計的診斷時發(fā)現(xiàn)氣體超聲波流量計的D通道不工作，檢查后發(fā)現(xiàn)，氣體超聲波流量計的D通道被天然氣中凝析出的液體淹沒了，導致?lián)Q能器工作不正常。經(jīng)排除積存在管道中的液體后氣體超聲波流量計工作正常。多聲道的氣體超聲波流量計能夠在一個聲道不工作的時候根據(jù)其他聲道測得的流量自動進行補償運算，這個補償過程使流量計的流量輸出比正常時略有偏高。
天然氣中的粉塵也對氣體超聲波流量計的工作性能有影響。我們在使用氣體超聲波流量計的過程中出現(xiàn)過一次氣體超聲波流量計的換能器由于粉塵堆積而導致氣體超聲波流量計工作不正常的情況。原因是由于我們的一個氣源由于上游的處理廠開機不正常，分子篩中的粉塵被帶人氣體超聲波流量計的工作流程中，在氣體超聲波流量計最底部的換能器和表體的結(jié)合處堆積，導致氣體超聲波流量計的工作不正常。
三、氣體超聲波流量計應用中應注意的問題
根據(jù)我們在現(xiàn)場使用氣體超聲波流量計進行天然氣計量中進行的實驗記錄的數(shù)據(jù)分析，氣體超聲波流量計的確有很多優(yōu)點，同時氣體超聲波流量計在應用中應該注意以下這些問題：
（一）正確選型
任何流量計有它自身的測量范圍，氣體超聲波流量計測量范圍很寬，一般說來最小流量和最大流量比為1：30。氣體超聲波流量計主要是利用測量天然氣的流速來測量天然氣的流量。其理想的工作流速范圍為（2.7～27）m/s，在這個工作范圍內(nèi)，氣體超聲波流量計才能保證其檢定時的準確度。天然氣的流量低于氣體超聲波流量計的流量拐點時，氣體超聲波流量計的準確度將降低，從而出現(xiàn)較大的誤差。天然氣的流速過高時會出現(xiàn)超聲波信號被吹跑，換能器檢測不到超聲波信號的情況，出現(xiàn)計量故障。所以，我們在進行氣體超聲波流量計的選型是應該充分考慮天然氣在管道中的流速，避免出現(xiàn)超低限和超高限運行的情況。
選用氣體超聲波流量計作為計量裝置時還應考慮是否存在聲波干擾源，主要指能產(chǎn)生超聲波信號的各種設備，如消音設備。消音設備常常是將人們耳朵能夠聽見的的聲波轉(zhuǎn)換成為人耳不能聽到的超聲波，如果消音設備的超聲波頻率與氣體超聲波流量計的工作頻率接近時將造成超聲波流量計工作不正常，甚至完全不工作，因此，我們選用、安裝氣體超聲波流量計的時候應該避開存在對流量計產(chǎn)生影響的聲波的場合。
（二）合理的安裝
氣體超聲波流量計安裝方式應該水平安裝，此外，在天然氣含液較多的場合，氣體超聲波流量計及其計量管段的安裝位置不應低于其上下游管道，使得天然氣中凝析出來的液體能夠隨氣流被帶走，而不在氣體超聲波流量計處堆積，造成計量故障，對于含有大量固體粉塵的天然氣應該給氣體超聲波流量計上游直管段外加裝過濾器，否則氣體超聲波流量計會因為換能器表面沉積物的堆積影響流量計的正常工作。
（三）定期維護
氣體超聲波流量計使用過程中需要的維護很少，但在氣質(zhì)條件較差的計量場合，應定期清洗氣體超聲波流量計的換能器，檢查有無雜質(zhì)和水垢等附著換能器表面。氣體超聲波流量計的各連接件是否泄漏，定期檢查線路連接是否正常等。
（四）及時診斷測試
中圖分類號：TH814 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）06-0016-01
1 引言
近些年隨著數(shù)字技術(shù)、電子技術(shù)的發(fā)展，根據(jù)不同原理、不同構(gòu)造，可以應用于不同工業(yè)生產(chǎn)的超聲波流量計已經(jīng)出現(xiàn)，這些超聲波流量計具有安裝簡便、運行過程比較穩(wěn)定，在工業(yè)生產(chǎn)中常用超聲波流量計測量流量。
2 超聲波流量計的測量原理及特點
超聲波流量計是一種非接觸式的測量儀表，適用于測量不容易接觸的流體和大管徑的流量。超聲波流量計是由電子線路、超聲波換能器、流量顯示和累積系統(tǒng)三部分組成。超聲波換能器是將電能轉(zhuǎn)換為超聲波能量，并將其發(fā)射到被測的流體中，接收器所接到的超聲波信號，通過電子線路進行放大，將轉(zhuǎn)換的表示流量的電信號，提供給流量顯示和累積儀表進行顯示和計算，通過上述原理來實現(xiàn)流量的測量。
超聲波流量計的測量方法有多普勒效應法、傳播速度差法、波束偏移法等。多普勒效應法的測量原理是運用聲波中的多普勒效應，來測量得到逆流和順流的頻率差而得出的流體的流速，最終得出流量。傳播速度差法的測量原理是測量超聲波脈沖的逆流和順流的速度差而得出的流體的流速，最終得出流量。波束偏移法的測量原理是通過運用超聲波波束垂直于流體流動的方向進行入射時，因為流體的流動導致超聲波波束發(fā)生偏移的情況，從而通過偏移量的大小來計算被測流體的流速。
超聲波流量計的特點主要有以下幾個方面：
（1）需要測量的液體只要能夠傳播聲波，就可以在管道外面對其測量，這種測量方法不用對管道進行改動、可以不用直接接觸被測流體、沒有壓力損失、不受流體磨損和腐蝕的影響。
（2）能夠直接測出被測流體的累積流量以及瞬時流量。
（3）構(gòu)造簡單，安裝、維護比較方便。
（4）可測范圍廣，可以測量同一臺儀表的不同口徑的管道流量，靈敏度高，能夠測量流速的微小改變。
（5）不僅能夠測量流量以及流速，還可以對流體的其他參數(shù)如濃度、成分等進行測量。
3 超聲波流量計的安裝維護及應用
由于超聲波流量計安裝簡便、可測范圍廣、在使用中比較穩(wěn)定等優(yōu)點，其應用可以延伸到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、水電、水利等部門，可以較準確的測量流量，應用范圍廣。
2.1 超聲波流量計的分類
（1）多普勒式超聲波流量計
多普勒式超聲波流量計適用于測量能夠反射超聲波信號的氣泡或者顆粒的流體，一般可測量未處理過的污水、工廠的排放液等。超聲波流量計對于被測介質(zhì)一般要求雜質(zhì)含量相對穩(wěn)定的，才可以測量。而且不同廠家的儀表性能對于被測介質(zhì)的要求也是不同的。
（2）時差法超聲波流量計
時差法超聲波流量計是目前應用最為廣泛的超聲波流量計，它一般被用來測量比較干凈的液體流量，常用在工業(yè)用水和自來水廠。
（3）管道式超聲波流量計
管道式超聲波流量計它的測量精度是最高的，而且不受管道襯里和材質(zhì)的限制，一般適用在對于流量測量精度要求很高的場合。管道式超聲波流量計的缺點是在安裝過程中，一定要切斷管道，而且當管徑增大時，其成本也在增加。一般情況下，都采用中小口徑的管道式超聲波流量計，比較經(jīng)濟實用。
2.2 超聲波流量計的安裝
超聲波流量計的正確安裝與合理選型均關系到超聲波流量計能否正常測量流量。超聲波流量計的換能器位置一般選擇在遠離管道閥門、彎頭的位置，可以選擇在垂直管段或者水平管段。在超聲波流量計的換能器安裝時，盡可能地避免電焊機、變頻調(diào)速器等可能污染電源的場合。超聲波流量計與上、下游直管段的距離十分關鍵，一般選擇上游直管段為10D（D表示管道直徑），下游直管段為 5D。
超聲波流量計的換能器的安裝方式有一定的要求，如多普勒效應超聲波流量計一般采用對貼式的安裝方式，其最合適的位置不能選在管道的上、下游位置，可選擇在管道的水平位置。不同的安裝方式，超聲波流量計的換能器的信號強度是不同的，其測量的穩(wěn)定性也是不一樣的。
2.3 超聲波流量計的維護
超聲波流量計的維護工作相比于其他類型的流量計，維護的工作量要少一些，一般超聲波流量計的維護主要是定期進行現(xiàn)場的巡檢，查看超聲波流量計的換能器是否有松動，與管道之間是否是粘合的良好。對于管道式的超聲波流量計，一般要查看管道與超聲波流量計之間的法蘭有沒有連接好，在作業(yè)現(xiàn)場的腐蝕性氣體、溫度等對電子元件的影響。對于插入式的超聲波流量計，要注意定期清潔探頭上所沉積的水垢、雜質(zhì)等，而且還要檢查在密封口處有沒有泄漏的現(xiàn)象。對于外貼式的超聲波流量計，要查看換能器是否松動，鋼帶連接有沒有緊固，以及與管道之間的粘合劑是否是良好的。
4 結(jié)語
采用超聲波流量計測量流量，具有實時性好、測量的精確度高等特點。隨著超聲波流量計的應用越來越廣泛，為工業(yè)現(xiàn)場的流量的測量提供了很大的方便，超聲波流量計在工業(yè)生產(chǎn)和計量方面都發(fā)揮著重要的作用。
參考文獻
