外夾式超聲波流量計在渣水測量生產(chǎn)中的實際應(yīng)用

一、文章概述
工業(yè)生產(chǎn)中的流量測量是一項非常重要的工作，是保證為穩(wěn)定的生產(chǎn)提供準(zhǔn)確流量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)性工作，關(guān)于流量的測量儀表的選擇就顯得尤為重要，如何根據(jù)化工生產(chǎn)中被測介質(zhì)來合理的選擇測量儀表，對于生產(chǎn)的自動化進(jìn)行和為控制提供連續(xù)穩(wěn)定的測量數(shù)據(jù)起到關(guān)鍵性的作用。潤中儀表科技有限公司是一家集研發(fā)與生產(chǎn)于一身的專業(yè)流量計生產(chǎn)企業(yè)，多年以來一直專注于流量儀表的開發(fā)，公司生產(chǎn)的一款外夾式超聲波流量計產(chǎn)品，因其－安裝方便，測量精度高，穩(wěn)定性好受到市場的一致好評。下面我們講一講這款流量的的基本情況。

二、RZ-1158C外夾式超聲波流量計測量原理
RZ-1158C外夾式超聲波流量計，是利用超聲波在橫向穿過流動的液體時，在其順流和逆流介質(zhì)中，其超聲波的速度有差異而形成速度差（時間差）。時差法超聲波流量計就是利用該原理對流體的流速和流量進(jìn)行測量的。具體方法如下：在固定長度L的距離內(nèi)，分別放置一個發(fā)射超聲波的換能器（俗稱超聲波探頭）和一個接收超聲波的換能器。發(fā)射超聲波的換能器通常采用石英等材料制成的壓電元件作為換能器。發(fā)射超聲波時是利用負(fù)壓電效應(yīng)，即利用高頻電脈沖的作用，使壓電晶體高頻振動，從而發(fā)出脈沖變化的高頻壓力波（即超聲波）。接收換能器裝在管道對面，它則利用正壓電效應(yīng)，將高頻壓力波又轉(zhuǎn)換成高頻的電脈沖信號。可以輪流交替地利用同一個換能器及發(fā)射高頻、短時的脈沖壓力波，又用來接收對面換能器發(fā)來的脈沖壓力波?？梢杂靡唤M換能器兼做超聲波的收、發(fā)用。（如圖所示），則對于順流和逆流有：

時差式測量原理圖
逆流傳播時間t1=L/(C-Vcosθ)，
順流傳播時間t2=L/(C+Vcosθ)
傳播的時間差值為：△T=t1-t2=L/(C-Vcosθ)-L/(C+Vcosθ)
由于液體流速V在每秒數(shù)米以下，而流體中聲速C約15OOm/s，C2››V2，
所以：△T=2VLcosθ/C2
即：V=C2△T/（2Lcosθ）(1)
式中：
C為靜止流體中的聲速，m/s；
V為流體速度；
L為探頭之間的距離，m；
θ為速度矢量和探頭取向間所形成的角度。
從式(1)可以看出，從發(fā)生器發(fā)的超聲波傳到接收器的速度變化與管路內(nèi)的流體流速成正比。拒此把管道參數(shù)置入儀器，采集數(shù)據(jù)經(jīng)變換器變換即得到瞬時流量，并得累計流量。
瞬時流量為：
Q=450πLC2△Tsinθtanθ（m3/h）

三、RZ-1158C超聲波流量計的特點
探頭可裝在被測管道的外壁，實現(xiàn)非接觸式測量，即不干擾流場，又不受流場參數(shù)影響。其輸出與流量基本成線性關(guān)系，精度一般可達(dá)1%，價格不隨管道直徑的增大而增加，特別適合大口徑管道和混有雜質(zhì)或腐蝕性液體的測量和技術(shù)改造。

四、在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用
工藝的排渣系統(tǒng)測渣水流量原設(shè)計選用的是電磁流量計，在實際生產(chǎn)中，渣水里含有白色結(jié)晶體（小于10g/L，粒徑小于1mm），它將電磁流量計的電極打壞了，這種情況下電磁流量計在此無法使用。根據(jù)超聲波流量計的特點，我公司改用北京衡安特系列外夾式超聲波流量計。
型外夾式超聲波流量計是利用超聲波脈沖在通過流體的順逆兩方向上傳播速度之差，來求流體的流量，是在吸收了國內(nèi)外超聲流量計的眾多優(yōu)點之上成功開發(fā)的新型超聲測流儀表。儀表采用貼片集成電路，低電壓多脈沖發(fā)射技術(shù)。性能特點：管外測量，探頭貼裝在管壁外側(cè)，可在不停產(chǎn)、不停水的情況下安裝測量?？挂后w中的氣泡或固體顆粒的能力大大提高?？棺冾l干擾與其它噪聲干擾的能力也大大提高。采用了低功耗設(shè)計，使整機(jī)功耗小于0.5W。適用范圍寬：一臺儀表可以測量適用范圍內(nèi)的任何一條管路。信號智能跟蹤獨特的信號智能跟蹤處理技術(shù)，使超聲流量計安裝十分方便，保證了儀表長期可靠的穩(wěn)定運行。零點自動調(diào)整：RZ-1158C型外夾式超聲波流量計利用計算機(jī)技術(shù)對零點進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，以確保測量準(zhǔn)確度。安裝快捷方便。
RZ-1158C型外夾式超聲波流量計具有二組參數(shù)顯示探頭的安裝狀態(tài)，便于儀表的快捷安裝。參數(shù)自動修正。
RZ-1158C型外夾式超聲波流量計具有溫度和雷諾數(shù)自動補償功能，保證儀表測量精度。遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸。
RZ-1158C型外夾式超聲波流量計具有遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)顯示輸出（串行），可選配遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)顯示器，和主機(jī)同步顯示流量和累計流量。傳輸最大距離1.2Km。儀表配有二路溫度信號輸入，具有熱量計功能。

五、安裝
要使超聲波流量計正常穩(wěn)定的工作，就要合理的安裝換能器，通常換能器安裝不合理是超聲波流量計不能正常工作的主要原因。安裝換能器需要考慮位置的確定和方式的選擇兩個問題。確定位置時除保證足夠的上、下游直管段外，尤其要注意換能器盡量避開有變頻調(diào)速器、電焊機(jī)等污染電源的場合。在安裝方式上，主要有對貼安裝方式和V方Z方式三種。通常情況下，管徑小于300mm時，采用V方式安裝，管徑大于200mm時，采用Z方式安裝。對于即可以用V方式安裝又可以Z方式安裝的換能器，盡量選用Z方式。實踐表明，Z方式安裝的換能器超聲波信號強度高，測量的穩(wěn)定性也好。

六、定期維護(hù)
與其他流量儀表相比，超聲波流量計的維護(hù)量是比較小的。對于RZ-1158C外夾式超聲波流量計，安裝以后無水壓損失，無潛在漏水，只需定期檢查換能器是否松動，與管道之間的粘合劑是否良好即可；插入式超聲波流量計，要定期清理探頭上沉積的雜質(zhì)、水垢等有無漏水現(xiàn)象；如果是一體式超聲波流量計，要檢查流量計與管道之間的法蘭連接是否良好，并考慮現(xiàn)場溫度和濕度對其電子部件的影響等。我們選用的是外貼換能器超聲波流量計，定期維護(hù)工作量相對要小。

七、結(jié)束語
更換后的RZ-1158C超聲波流量計在渣水流量測量中發(fā)揮了它的作用，很好的解決了之前存在的問題。