通過分析超聲波流量計基本原理及組成，提出了傳播時間法與多普勒效應法，描述了 1010 型主要技術的性能，提出了使用前的準備工作、物理安裝步驟及注意事項、測量時的運用、流量計的精度與重復性、流量計系數的修正等。

引言

隨著生產和科學發展的需要，人們對于流量檢測精度的要求也越來越高，需要檢測的流體種類也越來越多，隨之流量計的品種也越來越豐富。

FUP1010 型多普勒超聲波流量計，屬非侵入式液體流量測試儀器，主要用于測量較為渾濁的液體，如污水、泥漿、礦漿等流體介質，也可測量純凈的液體，具有非接觸、高靈敏的特點。它的測量準確度極高，幾乎不受被測介質各種參數的干擾，尤其可以解決其他儀表不能解決的強腐蝕性、非導電性、放射性及易燃易爆介質的流量測量問題。

1.超聲波流量計基本原理及組成

超聲波流量計由超聲波換能器、電子線路及流量顯示和累積系統三部分組成。它利用超聲波在液體中傳播時所載流體流速的信息來實現流量的測量。首先，超聲波發射換能器將電能轉換為超聲波能量，并將其發射到被測流體中，其次，接收器接收到的超聲波信號再由電子線路放大并轉換為代表流量的電信號，***后，經運算處理后供給顯示和積累電路進行顯示和計算，實現流量檢測和數值顯示。

1）傳播時間法。聲波在流體中傳播，順流方向聲波傳播速度就會增大，逆流就會減小，同一傳播距離的同方向有不同的傳播時間。利用傳播速度之差與被測流體速度之關系求取流速，稱之為傳播時間發法。

2）多普勒效應法。傳感器向流體發出頻率 f1 的連續超聲波，經照射域內液體中雜質或氣泡的散射，散射的超聲波產生多普勒頻率 f2，接收傳感器收到散射的超聲波，進行計算得出流體流速。

超聲波流量計基于自身的測量原理，可以安裝于管壁外側，具有一系列的優點：不需要停流截管，不與流體接觸，所以可以測量腐蝕，高危險性，易泄露流體，無額外壓力損失，適用于測量大管徑且通用性好，無可動部件，無磨損，使用壽命長，安裝費用低，無需額外的閥門、法蘭等設備，可實現巡檢。

2.1010 型超聲波流量計主要技術性能描述

2.1 性能參數

1）電源：220 V AC 電池供電。

2）溫度：- 18 ～60 ℃（環境溫度）；- 40 ～120 ℃（流體溫度，標準）；- 62 ～230 ℃（流體溫度，可選）。

3）機箱為 IP68；精度為 1 %；管徑為 6～9 144mm；靈敏度為 0.003 m/s；線性度為 0.15~0.25 %。

4）輸出：提供 4~20 mA 電流輸出，0~10 V 電壓輸出，0~5 000 Hz 脈沖輸出。

5）RS232 串行接口。

2.2外觀圖形

1010 鍵盤布局的外觀如圖 1，鍵盤功能如下頁表 1 所示。

3.使用前的準備工作

1）操作人員須仔細閱讀“使用及操作說明書”，熟練掌握流量計的性能，以及各鏈鈕開關、信號的作用和操作方法。

2）檢查儀器所配電池電量（或電源電壓）是否充足可靠。儀器、探頭、線纜以及插接件是否完好清潔。

3）檢查其他輔助器件，工具是否齊配完好，耦合劑是否充足潔凈。

4）以上幾項均符合要求，方可進行測量工作。

4.物理安裝步驟及注意事項

1）收集站點數據（管道和流體數據，包括管道的外徑材質壁厚以及內襯，內襯壁厚等）。在準備就緒情況下打開流量計開關：ON/OFF←→Meter （單位設置）←→Type←→Singl channai←→Ciamp on （時差式）←→ Full sit setupl←→Pipe Date。

設置管路參數：Pipe OD （mm） 管道外徑，Pipe Material 管 道 材 質 ，Wall Thickness 壁 厚 ，Liner Material 內襯材質，（如果有內襯，可通過下拉列表選擇對應材質），Liner thickness 內襯壁厚。

2）把相關參數輸入流量主機獲取 Ltn 值（兩個傳感器之間的距離）。對傳感器的型號尺寸安裝方法選擇 Pick/Install Xdcr （傳感器安裝）←→TransducerModel（傳感器型號）通過列表選擇安裝的傳感器的正確型號。Transducer Size（傳感器尺寸）通過列表選擇所安裝傳感器的尺寸，Xdcr mount Mode（傳感器安裝方式）選擇傳感器的安裝方式，直接式和反射式。Ltn Value（Ltn 值）需要手工測量和安裝，保證傳感器間距與此數值吻合。

3）為流量計算機和傳感器選擇安裝外置（考慮流量計及信號電纜的鋪設，傳感器安裝外置的直管段長度和安裝空間）。

4）清理管道表面，用打磨機或者鋼挫，砂紙把傳感器安裝外置打磨光滑。超聲波流量計測量成功與否，傳感器的安裝是非常關鍵環節，所以必須特別注意以下四點。

，測量位置，應選擇管道內始終保持滿液的位置，如水平段或液體向上流動的主管部分，以免管內空氣聚集影響測量。第二，選定為測量點的管道，表面須光滑平整，無明顯銹蝕，管道內結垢不嚴重，***好選新裝配的管道。第三，傳感器安裝位置的選擇，有懸浮顆粒或氣泡時應在彎管或變徑前 10 倍管徑或后 5 倍管徑處。當同一平面內有兩個 90°彎頭時應裝在 20 倍管徑之后；對于大管徑低流速（小于0.2 m/s）而介質又是純凈液體時應安裝在彎管后 1～倍管徑處。第四，傳感器裝配于管道上時，必須嚴格遵守使用說明書的要求，選好正確方位，并清理好管道表面。

5）把耦合劑均勻涂抹在傳感器表面，用鋼帶把傳感器固定。需要注意的是：耦合劑的涂抹，耦合劑要充滿探頭的所有區域，并保證探頭表面和管道之間有一層耦合劑。

6）量好 Ltn 值，把另一個固定。

7）把傳感器電纜接至主機。

5.測量時的運用

1）傳感器安裝完畢，電纜連接好后，注意管道液體流動良好。

2）在 Install Compieted 中選擇 Install 進行聲速。

3）觀察信號是否正常，如信號不正常，應適當調整探頭的相對位置，經過調整仍不能達到測試要求，則應當另選探頭位置，然后再進行測量，直到符合要求為止。

4）聲速正常后，方可開展測量工作；設置好測試項目和測試單位量值，按 MENU 鍵盤以顯示流量。

5）在測試中，應注意流體設備的運行情況，避免流量波動幅度過大，或異常運行情況。

6）測試完成后，將傳感器發射面上的耦合劑擦拭干凈，關閉電源，維護保養儀器，保持完好潔凈。

6 .流量計的精度

雖然系統精度不受大多數變化的影響，但是在極低流速下，一個小的零點漂移變成實際流量中的高百分比時，***終精度的獲得需要依靠實際站點的流量標定。依據于應用條件，流量標定能夠提高系統精度到 0.3%～0.5%。

7.流量計的重復性

大多數應用對重復性的要求會更高于精度。1010 系統由于數字設計“無可動部件”，進而阻止了由滯后和機械設備磨損帶來的不利影響，因而具有極其準確的重復性。

8.流量計系數的修正

流量計在檢定時可按合適的方法對流量計進行系數修正，新流量計系數置入流量計后，應分別選至少 1 個流量點進行測試，以確認修正結果，并計算流量計系數調整量F-F0/F0及F/F0。然后將舊流量計系數 F0、新流量計系數 F 和流量計系數調整量寫在證書中。

9.注意事項

1）被測管道的溫度不得超過探頭所要求范圍。

2）當儀器虧電時應立即充電 8 h。

3）關機后不宜立刻開機，需等待 5 s 后再開機。

4）該儀器為常規電子儀器，如要進入煤礦井下或易燃易爆場所環境時，必須做好相關安全措施和報批手續，否則不得進行測量工作.l

5）在使用本儀器蓄電池時，要注意定期充電和使用時間，避免蓄電池過充過放電，影響電池使用壽命.

6）在較高處管道和危險場地進行測量工作時，要注意人員安全防護，防止發生意外。

7）儀器若出現異常情況或故障，應指定專人及時維修，維修后報送有關計量檢定部門檢定。