浅谈超声流量计在线检定的应用

通常情况下，超声波流量计主要由四部分构成，分别是流量计表体、换能器、安装部件以及信号处理单元等。其中换

能器主要是将电能转换为声波并将该声波向被测流体发射，这时接收器会接受声波信号，经电子线路进行放大并将其转化为电信号，最后对电信好进行处理，实现了整个流量的检测和数据显示。文章以超声流量计为基础对其在线鉴定应用进行分析。

1. 在线检定事项

1.1正确安装流量计

在实际安装过程中，由于现场条件的限制，常会遇到管道口和流量计口径不符、泵、弯头、阀门距离流量计太近、直管段长度不够等问题，因此就容易导致误差的产生。与实验室标定误差相比，检定中被检流量计实际误差要大，就是这个原因所致。因此，现场实流标定是非常重要的。在此，介绍正确安装标准流量计位置，在进行安装时，应避开有害漩涡，与下游、上游扰动源保持一定距离，上游扰动源有如

阀、支管、异形管、弯头等各类阻流关键和螺线式焊缝管。

换能器安装与下游直管段 5D位置，安装在上游直管段   lOD的位置。上游扰动源会引发旋转流和流速分布畸变。如弯管阀门等因素形成的下游扰动会引发上溯传播。而当阀、泵等设备存在于上游时，建议设置直管段长度30D为宜。

1.2管道测量参数的正确设置

若未正确设置管道参数，则会使被检流量计产生极大误差。现场管道外径可采用外径尺进行实测，并将正确的管道参数输入，士1毫米是允许范围内的测量误差。管道壁厚采用超声波测厚仪进行实测，士0.1毫米是允许范围内的测量误差。留意管道内是否存在结垢或里衬的现象，若有，应将里衬参数正确输入，注意对输入正确管道材料的选择。对被测流量计的参数进行检查，若发生实际测量参数与原管道参数不相符的情况时，为了预防误差的产生，应将实测参数正确输入。

1.3外界因素的影响

要保证超声波流量计测量的准确度，还需注意以下几点：

除去直管段上的保温层和防腐层，表面打磨干净。避开有凹

陷、凸起的位置；换能器的安装位置要避开管道焊缝；管道

内衬不能管壁有间隙，存在过厚污垢的管道应先清污垢。超

声波流量计主机应远离高频、变频干扰源。信号电缆尽量使

用原配电缆，电缆长度一般不超过300米，中间不能有接头；

选用导声性能好、粘着力强、耐热性好的偶合齐；对于不确

定是否满管的管线，换能器的安装位置应位于管道左右两侧。

2 超声波流量计在流量在线检测中的应用

首先，水泵流量测试比对就是利用以水泵铭牌上“规定性能点”的额定流量或以泵典型压力一流量特性曲线对应的流量读数与流量计来进行比对，如果两项流量值不一致则认

为仪表不准确。但是现实中二者得出的数据往往有一定误差，

这是由于水泵的输送流量是由泵的特性曲线和管系负载特

性曲线决定的，它随着运行负载特性而变化，实际工况下的

流量与额定流量是不一致的，导致得出的流量出现偏差。此

外，水泵的额定流量本身也规定允许 4%-8%的误差，同一规格的不同水泵的压头一流量特性曲线与典型曲线也不完全一样，输送流量也就不尽相同。即使是水泵的实测压头一流量特性，流量值与真实值之间也可能有 2%-3.5%的误差，所以不能用水泵的流量值作为判别流量仪表数据是否准确的依据。但是日常运行时可以进行互相参照，若出现差值有异常变化时，可作为故障现象，以便进一步检查水泵、仪表与管系，确定故障原因。

近几年来便携式超声波流量计被大量的应用，用于评估

管网的流动状况和能量物料平衡，或用作核查管道上已安装

的其他流量仪表的运行状况。为了验证大流量水量计量数据

的准确性，可尝试用便携式超声波流量计对水量进行核算，

并进一步用它来与流量计的测量数据进行比对。然而采用传

播时间法进行测量的便携式超声波流量计，要通过定标计算

介入现场管道流通面积和传播距离，其测量误差不仅与夹装

位置、管道的特性如管壁材料和厚度，锈蚀状况、衬里材料

和厚度以及声藕合变化等因素有关，还与安装调试人员的技

术水平有关，而且使用情况较为复杂，一般人员不易掌握，

在实际应用时，流量计的测量结果不稳定，精确度无法保证，

很难提供有效的数据结果。

3 案例分析

本次试验场地为某地工业园区内一家污水处理厂，该企

业负责园区企业的污水集中处理，每家排污企业通过一条专

用排污管道连接到污水处理厂。每条管道上均安装一台用于

污水计量的电磁流量计，管径从 DN50到 DN300不等，电磁流量计精度等级为1.0级。企业从投入运行至今已有5年之久，流量计自投用之日起，就一直使用仪表的出厂数据，流量仪表经过几个使用周期，由于工艺与现场环境的变化、介质对测量头的腐蚀与磨损、仪表电子转换器性能劣化等原因都有可能影响流量仪表的测量精度。投入使用后由于排污企业生产安排相对紧凑，导致流量计无法拆卸送检，利用便携式超声波流量计对客户使用中的电磁流量计所在管线进行在线检测，发现二者的流量误差和流速误差基本相同，说明使用超声波流量计测量中由于安装位置选择合适，管道截面积的误差未对流量测量结果产生太大的影响，二者出现的误差主要从两台流量计的测量精度方面考虑。在被测管线中合理应用便携式超声波流量计，特别是注意探测器安装位置合适，可以得到一定精度的测量，以该测量结果对比电磁流量计，按照比对法计量器具期间核查的判定原则作为参考，可以从一定程度上对不受计量溯源体系控制的在线流量计进行风险控制，如比对结果存在较大差异，则应对使用中的流量计停止使用，及时送检实验室，分析产生误差的原因，并采取相应措施保证管线内流体流量的准确计量，维护交易双方的合法权益。

4.结论

综上所述，随着这些年超声流量计应用范围的不断扩大，

对其计量数据准确性的要求也越来越高，便捷式超声波流量

计测量数据的准确性更高，然而值得注意的是便捷式超声流

量计在传播时间方法应用中会同时受到夹装位置、管道特性、锈蚀状况等因素的影响，因此在实践应用中测量结果数据的可靠性较差。