外夹式超声波流量计是一种基于超声波探测技术的非接触式流量测量仪表,通过夹持在管道外部实现流体流速与流量的精准测量。其核心原理为超声波传播时差法或多普勒效应:当超声波脉冲穿透管壁与流体时,顺流与逆流方向的传播速度存在差异,通过测量时间差可推算流体流速,结合已知管径计算体积流量。部分型号同时集成多普勒频移技术,适用于含颗粒或气泡的流体测量。
该设备具有显著技术优势。非接触式设计避免介质污染与管道改造,可直接安装于已运行的管道系统,尤其适合腐蚀性液体或高压环境。其测量范围覆盖DN15至DN6000管径,流速范围达±32m/s,支持水、油、化工液体等均匀介质,且对金属、塑料、水泥等材质管道均适用。高精度时间数字转换芯片与实时温度补偿技术,使测量精度优于±1%,有效克服小流量误差与零点漂移问题。
外夹式超声波流量计的标准操作步骤:
一、测量前准备
检查设备:
确认主机、传感器(一对,通常为A/B或发送/接收)、信号电缆、耦合剂、工具包等配件齐全。
检查电池电量是否充足,或连接外部电源。
了解工况参数:
管道材质:如碳钢、不锈钢、PVC、铸铁等。
管道外径、壁厚:使用卡尺精确测量。
流体类型:如清水、污水、海水、油类等。
衬里和结垢情况:如有内衬或严重结垢,需记录厚度。
流动方向:确认管道内流体的流向。
选择合适的安装方式:
Z法(对射式):适用于管径较小(通常DN15-DN300),探头安装在管道两侧相对位置。
V法(反射式):z常用,适用于中等管径(DN15-DN400),探头安装在同一侧,声波经管壁反射一次。
W法(多反射式):用于小管径或低浊度液体,声波在管内反射多次,提高信号强度。
二、安装传感器
确定安装位置:
选择直管段较长的位置,一般要求上游直管段≥10D,下游直管段≥5D(D为管道直径),避免弯头、阀门、变径等干扰源附近。
管道表面应平整、无锈蚀、无保温层(如有,需去除并保证耦合良好)。
避免垂直向上安装,防止气体聚集影响信号。
清洁管道表面:
使用砂纸或打磨工具清除安装点的油漆、锈迹、污垢,露出金属光泽。
用酒精或清洁布擦拭干净,确保表面光滑。
涂抹耦合剂:
在传感器底部均匀涂抹专用超声波耦合剂(如硅脂),防止空气进入影响声波传导。
耦合剂用量适中,避免过多溢出。
安装传感器:
根据选定的安装方法(Z/V/W法),使用卷尺和安装卡具(或按计算器计算的距离)确定两个传感器的间距。
将传感器按流动方向正确放置(通常有箭头指示),用不锈钢带或磁性底座固定牢固,确保与管道紧密贴合。
连接传感器电缆到主机对应接口(Channel A/B)。
三、参数设置与测量
开机并输入参数:
打开主机电源。
在菜单中依次输入以下关键参数:
管道材质
管道外径、壁厚
衬里厚度(如有)
流体类型(或选择“水”)
安装方式(Z/V/W法)
传感器型号
流动方向
信号调试与优化:
主机将自动搜索信号。观察信号强度(Signal Quality)和信号质量(Q值)。
理想状态:信号强度>60%,Q值>6.0(不同品牌标准略有差异)。
若信号弱,可微调传感器位置、重新涂抹耦合剂、调整紧固带松紧度,直至信号稳定。
开始测量:
确认所有参数正确、信号良好后,仪器将自动计算并显示:
瞬时流量(m³/h,L/min等)
流速(m/s)
正/负累积流量
可设置数据记录间隔,进行长期监测。
四、测量后处理
读取与记录数据:
记录测量结果、时间、地点、环境温度等信息。
支持U盘导出、蓝牙传输或4-20mA模拟输出(视型号而定)。
拆卸与清洁:
测量完成后,关闭电源。
拆下传感器,用软布擦去耦合剂,清洁传感器表面。
清洁管道安装点,必要时恢复保温层。
存放设备:
将传感器、电缆、主机等放入便携箱,存放在干燥、阴凉处。
耦合剂密封保存,防止干涸。
五、注意事项
耦合剂是关键:必须使用专用耦合剂,普通油脂或水无法有效传递超声波。
避免气泡和颗粒:流体中含有大量气泡或悬浮物会衰减信号,影响精度。
定期检查:长期在线使用时,定期检查传感器固定情况和耦合状态。
校准建议:虽然外夹式流量计一般无需定期校准,但为保证精度,建议每年与标准表比对一次。
理解局限:测量精度受安装质量、管道状况、流体特性影响较大,通常精度为±1%~±5%。