一、文章概述

工業(yè)生產(chǎn)中的流量測(cè)量是一項(xiàng)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(cè)量?jī)x表的選擇就顯得尤為重要，如何根據(jù)化工生產(chǎn)中被測(cè)介質(zhì)來(lái)合理的選擇測(cè)量?jī)x表，對(duì)于生產(chǎn)的自動(dòng)化進(jìn)行和為控制提供連續(xù)穩(wěn)定的測(cè)量數(shù)據(jù)起到關(guān)鍵性的作用。

二、RZ-1158C外夾式超聲波流量計(jì)測(cè)量原理

RZ-1158C外夾式超聲波流量計(jì)，是利用超聲波在橫向穿過(guò)流動(dòng)的液體時(shí)，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(shí)間差）。時(shí)差法超聲波流量計(jì)就是利用該原理對(duì)流體的流速和流量進(jìn)行測(cè)量的。具體方法如下：在固定長(zhǎng)度L的距離內(nèi)，分別放置一個(gè)發(fā)射超聲波的換能器（俗稱(chēng)超聲波探頭）和一個(gè)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(shí)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(dòng)，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(duì)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(hào)�？梢暂喠鹘惶娴乩�用同一個(gè)換能器及發(fā)射高頻、短時(shí)的脈沖壓力波，又用來(lái)接收對(duì)面換能器發(fā)來(lái)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(duì)于順流和逆流有：

逆流傳播時(shí)間t1=L/(C-Vcosθ)，

順流傳播時(shí)間t2=L/(C+Vcosθ)

傳播的時(shí)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(shí)流量，并得累計(jì)流量。

瞬時(shí)流量為：

Q=450πLC2△Tsinθtanθ（m3/h）

三、RZ-1158C超聲波流量計(jì)的特點(diǎn)

探頭可裝在被測(cè)管道的外壁，實(shí)現(xiàn)非接觸式測(cè)量，即不干擾流場(chǎng)，又不受流場(chǎng)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(jià)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(cè)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(cè)渣水流量原設(shè)計(jì)選用的是電磁流量計(jì)，在實(shí)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(jì)的電極打壞了，這種情況下電磁流量計(jì)在此無(wú)法使用。根據(jù)超聲波流量計(jì)的特點(diǎn)，我公司改用北京衡安特系列外夾式超聲波流量計(jì)。

型外夾式超聲波流量計(jì)是利用超聲波脈沖在通過(guò)流體的順逆兩方向上傳播速度之差，來(lái)求流體的流量，是在吸收了國(guó)內(nèi)外超聲流量計(jì)的眾多優(yōu)點(diǎn)之上成功開(kāi)發(fā)的新型超聲測(cè)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(diǎn)：管外測(cè)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(cè)量。抗液體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(jì)，使整機(jī)功耗小于0.5W。適用范圍寬：一臺(tái)儀表可以測(cè)量適用范圍內(nèi)的任何一條管路。信號(hào)智能跟蹤獨(dú)特的信號(hào)智能跟蹤處理技術(shù)，使超聲流量計(jì)安裝十分方便，保證了儀表長(zhǎng)期可靠的穩(wěn)定運(yùn)行。零點(diǎn)自動(dòng)調(diào)整：RZ-1158C型外夾式超聲波流量計(jì)利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)零點(diǎn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，以確保測(cè)量準(zhǔn)確度。安裝快捷方便。

RZ-1158C型外夾式超聲波流量計(jì)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(dòng)修正。

RZ-1158C型外夾式超聲波流量計(jì)具有溫度和雷諾數(shù)自動(dòng)補(bǔ)償功能，保證儀表測(cè)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(jì)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(jì)流量。傳輸最大距離1.2Km。儀表配有二路溫度信號(hào)輸入，具有熱量計(jì)功能。

五、安裝

要使超聲波流量計(jì)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(jì)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(gè)問(wèn)題。確定位置時(shí)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(kāi)有變頻調(diào)速器、電焊機(jī)等污染電源的場(chǎng)合。在安裝方式上，主要有對(duì)貼安裝方式和V方Z方式三種。通常情況下，管徑小于300mm時(shí)，采用V方式安裝，管徑大于200mm時(shí)，采用Z方式安裝。對(duì)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(shí)踐表明，Z方式安裝的換能器超聲波信號(hào)強(qiáng)度高，測(cè)量的穩(wěn)定性也好。

六、定期維護(hù)

與其他流量?jī)x表相比，超聲波流量計(jì)的維護(hù)量是比較小的。對(duì)于RZ-1158C外夾式超聲波流量計(jì)，安裝以后無(wú)水壓損失，無(wú)潛在漏水，只需定期檢查換能器是否松動(dòng)，與管道之間的粘合劑是否良好即可；插入式超聲波流量計(jì)，要定期清理探頭上沉積的雜質(zhì)、水垢等有無(wú)漏水現(xiàn)象；如果是一體式超聲波流量計(jì)，要檢查流量計(jì)與管道之間的法蘭連接是否良好，并考慮現(xiàn)場(chǎng)溫度和濕度對(duì)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(jì)，定期維護(hù)工作量相對(duì)要小。

七、結(jié)束語(yǔ)

更換后的RZ-1158C超聲波流量計(jì)在渣水流量測(cè)量中發(fā)揮了它的作用，很好的解決了之前存在的問(wèn)題。