超聲波流量計在液體流量儀表在線校準中的應用

摘 要：為了保證液體流量儀表工作的準確性，我們通常需要定期校準儀表。在線校準是當前運用比較廣泛的一種校準方法，而將超聲波流量計應用于液體流量計在線校準中能顯著提高校準結果的精確度。

    液體流量儀表具有多種多樣的用途，其在節約企業成本、降低生產能耗等方面發揮著重要作用。由于一些液體流量儀表的體積大、結構復雜，拆卸工作往往比較復雜，而在線校準可以避免拆卸儀表系統這一環節。因此，目前大多數企業在校準液體流量儀表時都采用這種方法，同時還將超聲波流量計運用到校準過程中，大大提高了校準工作的效率和準確性。

1、超聲波流量計的工作原理
    從當前來看，在液體流量計校準中，傳統的離線校準方法已不能滿足檢測行業發展的需求，在線校準方法應運而生。在線校準在校準結果的準確性方面具有明顯的優勢。在液體流量計在線校準過程中，通常會用到超聲波流量計，其主要工作原理是通過檢測不同流速的液體所產生的超聲波信號，確定其流量值。將超聲波流量計運用到流量儀表在線校準中可采取多種多樣的方法，常用的在線校準方法主要有多普勒法、傳播速度差法等。超聲波流量計在液體流量儀表在線校準中主要采用的是傳播速度差法。該方法利用測量超聲波逆流和脈沖所傳播的時速差別來確定液體的流速，由于超聲波信號傳遞所受的干擾較小，因此這種方法具有較高的準確度。通常來講，在介質靜止的狀態下，聲波在液體中的實際傳播速度由流體軸向平均速度在聲波傳遞方向上的分量和聲波的傳播速度組成。在液體流量儀表在線校準的過程中，應考慮到逆流傳播時間與順流傳播時間之間的關系，并靈活運用液體流速的計算公式。
    超聲波在靜止液態中的傳播速度與其在動態液體中的傳播速度有相當大的不同，超聲波本身的傳播速度與液態流體的流動速度有很大關系，而超聲波流量計就是利用這個原理來工作的，如圖1 所示。流體軸向平均流速可表示為：

2、影響超聲波流量計測量的三因素七要點。

4 超聲波流量計的應用方法
4.1 技術要求
    液體流量儀表在線校準工作的技術要求比較高，其技術要求主要體現在以下3 個方面：①在線校準過程中運用的超聲波流量計應當符合國家相關的質量標準，并具備質量鑒定單位出具的證書。超聲波流量計往往都具有一定的誤差，但是基本誤差應不超過±0.5%. 目前，大多數企業運用的超聲波流量計都是便攜式超聲波流量計。該流量計的安裝必須符合國家相關的操作規范。②在線校準時，應考慮到周圍環境的溫度、濕度、磁場和外界振動等條件，確保將開展液體流量儀表在線校準工作的不利影響降到好低，同時還必須考慮到超聲波傳輸介質的因素，保證介質溫度等參數符合校準工作的要求。③應檢驗在線校準工作中需要用到的輔助儀器設備，例如測厚儀、卷尺、秒表等，一旦發現有不符合質量標準的輔助設備，應及時更換。楔式流量計流量測量如圖2 所示。

4.2 測量流程及方法
    在利用超聲波流量計在線校準液體流量儀表的過程中，應注意測量流程的安排。首先，應測量管徑，管道的外直徑可以通過測量若干次外直徑來計算出平均值，也可以通過測量管道周長來推算出管徑。然后，應測量壁厚和安裝標準表。在測量壁厚時，應利用測厚儀逐一測量不同點的管道壁厚，然后計算出平均值。在安裝標準表的過程中，首先必須確定安裝的距離，安裝人員應根據事先測得的管道參數計算得出好適當的安裝距離。
     此外，還應當做好管壁的清理工作，保證管壁能與換能器的表面貼合。好后，應進行零點檢查，在可停流的管道上測量流量計的零點流量。如果發現有不符合標準的情況，則應采用動態零點檢驗的方法解決。在測量工作中，要嚴格按照相關的測量程序，保證測量的準確性。
5 結束語
    總而言之，超聲波流量計在液體流量儀表在線校準中的應用大大提高了校準結果的準確性，但是校準的過程仍然受到許多因素的影響，需要注意的問題也很多，這就要求校準人員不斷完善自身技術，提高校準工作的質量。