非侵入式超聲波流量計(jì)優(yōu)勢顯著，包括測量范圍廣、壓力損失較小、適應(yīng)于大口徑管道等。這些優(yōu)勢使其在管道流量測量中得到了廣泛使用。超聲波流量主要由三部分構(gòu)成，分別為電子線路、超聲波換能器、顯示與積累系統(tǒng)。超聲換能器在流量測量中扮演著重要角色，可將電能轉(zhuǎn)換成超聲波，并將其發(fā)射到流體中，同時接收器會接收到信號，經(jīng)過電子線路將其轉(zhuǎn)換為電信號，進(jìn)而通過計(jì)算儀轉(zhuǎn)化為流量信號。

非侵入式超聲波流量計(jì)工作原理

噪聲法超聲波流量計(jì)

噪聲法超聲波流量計(jì)主要根據(jù)噪聲信號和流體流速來實(shí)現(xiàn)測量。在完全封閉的管道中，存在漩渦、奈流等現(xiàn)象，且具有剪切力，會產(chǎn)生與流速相關(guān)的噪聲，此時對噪聲進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，即可得到流速。該類型的流量計(jì)具有價(jià)格便宜、安裝便捷等優(yōu)勢，適用于便捷式檢測工作。但是，其檢測準(zhǔn)確度等級不高，在小管徑、流速低的流場中，無法實(shí)現(xiàn)有效應(yīng)用。

相關(guān)法超聲波流量計(jì)

相關(guān)法超聲波流量計(jì)的原理在于如果管道內(nèi)存在流體，就會存在擾動，同時也會出現(xiàn)具有統(tǒng)一性的流動信號，此時按照相互關(guān)聯(lián)的特性，即可計(jì)算出流速。該檢測方法對于管道口徑、超聲波速率并沒有嚴(yán)格要求。因此，在小管道、小流量中有著廣泛應(yīng)用。

多普勒法超聲波流量計(jì)

多普勒法超聲波流量計(jì)的檢測原理立足多普勒效應(yīng)，當(dāng)接收者與波源間的距離出現(xiàn)變化時，會改變接收波的頻率。具體而言，兩者間的距離增加會導(dǎo)致頻率降低；反之，則會導(dǎo)致頻率增大。該類型的流量計(jì)在檢測時不會直接接觸，同時也不會改變流場與壓力。但是，在實(shí)際檢測中，必須要確保流場中存在一定量的雜質(zhì)，如果為純凈流體，則無法檢測。

差法超聲波流量計(jì)

超聲波在傳播過程中，當(dāng)介質(zhì)是流體時，傳播快慢與流體快慢有著直接關(guān)聯(lián)，順流與逆流必然會有時差，此時根據(jù)時差便可得到流體的流速。根據(jù)時差存在的差異性，一般分為時差、相差、頻差三種。

非侵入式超聲波流量計(jì)測量準(zhǔn)確度的影響分析

噪聲影響

在鍋爐循環(huán)水管中，較快氣流，以及彎頭、閥門等器件的存在，會形成噪聲。因此，在設(shè)計(jì)安裝過程中，必須關(guān)注噪聲的影響。在實(shí)際工作過程中，流量、溫度、壓力等參數(shù)因素也會發(fā)生變化，同時壓縮機(jī)在工作中也會制造噪聲。這些因素都會對非侵入式超聲波流量計(jì)的實(shí)際檢測工作帶來不利影響。此外，一些降壓元件也會產(chǎn)生噪聲。相較于調(diào)壓閥，低噪聲閥門帶來的影響更大，主要是由于其噪聲頻率過大，為 20 kHz 以上，已超出人耳可接受的聽力范圍。同時，這與非侵入式超聲波流量計(jì)的頻率幾乎一致，會給流量計(jì)的檢測帶來一定干擾。

雜質(zhì)影響

在鍋爐循環(huán)水檢測中，雜質(zhì)會在管道表面堆積，甚至?xí)氯筋^，從而對檢測數(shù)據(jù)造成一定偏差。如果有大量雜質(zhì)附著于探頭，就會降低超聲波的傳輸效率，進(jìn)而影響探頭的敏感性。相關(guān)實(shí)驗(yàn)表明，在流量計(jì)檢測過程中，由于雜質(zhì)帶來的誤差影響，最終所造成的偏差大概為 0.3%。

液體密度的影響

在鍋爐循環(huán)水檢測過程中，根據(jù)相關(guān)規(guī)程的技術(shù)要求，對固體燃料鍋爐測試的時間不能低于 8h。在應(yīng)用超聲波流量計(jì)開始檢測前，需要設(shè)置密度值，而這會造成與實(shí)際密度值存在一定測量誤差。因此，在鍋爐測試時，需要做好相應(yīng)的措施，如對管道與儲水罐做好保溫，降低水溫差帶來的隨機(jī)誤差等。

提高非侵入式超聲波流量計(jì)測量準(zhǔn)確度

降低噪聲

如果將流量計(jì)安裝在調(diào)節(jié)閥的下游，此時要想提高測量數(shù)據(jù)的精確性，就需要確保上游直管的長度滿足要求。此外，如果調(diào)節(jié)閥產(chǎn)生的噪聲較大，必然會對流量計(jì)的正常檢測工作造成影響。因此，在安裝調(diào)節(jié)閥時，為提高測量的準(zhǔn)確性，不應(yīng)將其安裝在下游 。最后，如果管道內(nèi)的壓差明顯、流速過快，就會出現(xiàn)多種噪聲，且其頻率可能會與超聲波相同，導(dǎo)致流量計(jì)在檢測過程中受到干擾。這些噪聲的傳播路徑是多變的，既可能向下游傳播，又可能向上游傳播。因此，在安裝流量計(jì)時，應(yīng)多方面分析噪聲對流量計(jì)性能產(chǎn)生的影響。為實(shí)現(xiàn)降噪，一般會優(yōu)化噪聲的傳播通道，在調(diào)節(jié)閥與流量計(jì)之間，合理安裝三通、彎頭和消聲器。

降低雜質(zhì)的措施

要想有效降低雜質(zhì)的影響，需要做好鍋爐循環(huán)水的監(jiān)測工作，定期對流量計(jì)、直管段實(shí)施清洗。在清洗流量計(jì)內(nèi)壁后，如果仍存在腐蝕痕跡，必須再一次進(jìn)行校準(zhǔn)，以有效避免在清洗內(nèi)部腐蝕后造成的內(nèi)徑增加問題。由于流量的大小與內(nèi)徑有著直接關(guān)系，內(nèi)徑越大，流量越大。因此，所測流量會小于實(shí)際流量，從而造成流量計(jì)的檢測誤差偏負(fù)。此時，需要進(jìn)行再次檢測。

確保壓力、溫度測量準(zhǔn)確性

在應(yīng)用非侵入式超聲波流量計(jì)時，應(yīng)重視實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場的壓力、溫度值。一般需要及時檢查壓力、溫度參數(shù)，以確保壓力、溫度變送器的示值誤差與準(zhǔn)確度等級的要求相符合。當(dāng)出現(xiàn)不符合標(biāo)準(zhǔn)要求時，應(yīng)立即采取校準(zhǔn)或更換。再者，為降低溫度變化對零位造成的影響，可在壓力變送器上遮蓋一層篷布。同時，也應(yīng)做好溫度變送器的保養(yǎng)，定期添加導(dǎo)熱油。此外，還需要重視保護(hù)管套的維護(hù)工作，定期清潔清洗。要想提高計(jì)量準(zhǔn)確性，必須重視測量范圍，確保測量范圍不低于全量程的 10%，以有效提高計(jì)量檢測的準(zhǔn)確性。