德國VSEAHM03流量計中國分公司同時我們還經營：1.正確選擇外夾式超聲流量計測量點和進行準確的管道參數測量發射器安裝位置的選擇遵循以下原則:選擇充滿流體的管段,如流體上流的垂直管段或完全水平的管段;測量點位置應遠離彎管段、通、節流閥、阻尼孔、縮徑管段或其它會引起紊流的管段,至少有10D管徑的上游直管段和5D的下游直管段。對在泵、控制閥或套管彎曲段后的測量點,為保證更佳精度,其上游直管段長度會要求長達30D任何地方的測量點,一般只需5D的下游直管段。在水平管段上,發射器一般安裝在管側面的正側線上(以避免管道底部沉淀物或管道部的氣泡、氣穴引起信號丟失)。注意保證管表溫度不超出發射器的額定工作溫度。zui好選擇內部沒有腐蝕或銹斑的管段,減少測量的困難和不準確性。如不能完全按以上選點要求進行,仍有可能獲得流量測量信號,但信號較弱,精度會降低。(注:D為被檢流量計標稱口徑。)2.超聲波探頭的安裝　　選擇合適的發射器安裝測量點后,對超聲流量計進行設置,根據管徑的大小,選擇合適的安裝方法。當被檢流量計標稱口徑≤200m時采用V法測量,標稱口徑>200m時采用Z法安裝。將發射器安裝選定的位置清潔干浄并去掉上面的銹斑剝皮和油漆,注意在水平測量管道發射器須安裝在3點和9點位置。因為管道內上部位置往往聚有氣泡或氣穴,低部又集有沉淀物,從而引起信號丟失。將耦合劑沿縱長方向涂在每個發射器發射面的中央位置上。注意安裝發射器時要將耦合劑進行擠壓保證發射器和管表之間無氣泡存在。用不銹鋼帶或尼龍帶將發射器緊固在管表測量位置注意讓發射器中線與管側接觸中線保持水平。超聲流量計測量探頭安裝時,應根據管道水流方向以及兩個探頭上的流向標志正確安放上游發射器和下游發射器。3.其他干擾的排除　　在周期性比對測試中,每次測量點應固定的永久性測量點。在比對測試完成后,在超聲波探頭的四周管壁涂刷防腐漆,取下超聲波探頭后在安裝位置抹上黃油,并貼上一塊塑料布,用以保護測量點。下次測量時,取下塑料布,擦掉黃油,用手錘擊打測量點,將管道內壁新近結垢震掉,按防腐漆所留下的標記裝上換能器即可測量,方便準確。若聲波信號接受很弱或時有時無,則可能是管道內壁結垢太厚,或者是管內含有大量氣體,使聲波經常被阻斷所致?？上扔檬皱N擊打測量點,如果接受的信號強度不斷上升,說明是管壁結垢引起。如擊打無效,則多為管內含有大量氣體所致,排除氣體即可。此外。還可以改變便攜式超聲波流量計探頭安裝位置或方式,探測現場管段流動狀況。例如,沿著管圓周移動兩換能器,核對所測不同位置的線平均流速,zui大流速處可能就是zui接近實際的平均流速位置,因為在最不對稱位置的流速畸變所形成的平均流速讀數最小。比較探頭按Z法和V法安裝所測得的流速,如兩者相差很大,表明存在嚴重橫向流動,也就是有旋轉流的跡象,應引起注意,采取措施?？傊?用便攜式超聲波流量計對在線電磁流量計進行比對測試,只要準確操作,盡量減少隨機誤差和附加誤差,基本上可以對外夾式超聲流量計現場測量的穩定性和重復性作一個大致的定性評估。對于確實測量不穩定、精確度和穩定性偏差較大的長期現場應用的電磁流量計可以及時檢測出來,從而采取更精確和更有針對性的方法和措施,滿足現場計量和測試的需要。1.被測介質電導率  電磁流量計測量的流體必須是導電的，一般只要電導率超過閾值，即使變化也不影響測量值，但低于閾值將會增大測量誤差;通常要求液體電導率不小于5μS/cm，去離子水電導率不小于20μS/cm。2.被測介質溫度  電磁流量計一般只能用于工藝介質溫度不高于180℃的場合。選型時，要根據被測工藝介質的溫度范圍，選擇測量管內襯材料及傳感器線圈的漆包線的耐溫等級。常用測量管襯里材料有聚四氟乙烯(PTFE)，適用溫度范圍-40~+180℃;氯丁橡膠(Neoprene)，適用溫度<65℃;聚氨酯橡膠(Polyurethane),適用溫度<65℃;3.當被測液體為酸、堿、鹽等高腐蝕性介質時  因為電磁流量計僅測量管襯里和電極與被測介質接觸，所以只要選好這兩者的材質即可。耐酸、堿等強腐蝕性介質的襯里常選用聚四氟乙烯(PTFE)，耐磨損類如礦漿、結晶類介質的襯里可選用聚氨酯橡膠(Polyurethane)。對于電極材質的選，擇，一般可查有關防腐蝕手冊[2]，對于混酸等成份復雜的介質，應做掛片試驗。4.當被測液體為臟污流(兩相，漿液等)介質時(1)當介質含有固體顆粒時，水平安裝易使下半部內襯及電極磨損嚴重，這時選用垂直安裝較好;襯里要選用高耐磨性材料，如陶瓷或聚氨酯橡膠;電極則采取--些結構措施以防磨損漏液。(2)測量會在管壁附著和沉淀的物質的流體時，應注意電極的污染?？蛇x用刮刀式、可更換式。管壁的附著則可用提高流速以起到自清洗作用，或采取比較方便易清洗管道的連接方法。(3)含有非磁性顆?；蚶w維的固液兩相流時，如漿液擦過電極表面會產生尖峰噪聲，使信號不穩，可選用市電交流激磁或雙頻激磁儀表。5.工藝介質的流速  儀表口徑是根據管道內平均流速而定的，通常選用與管道相同的口徑或略小些。一般工業輸水管道經濟流速為1.5~3m/s,易粘附沉積結垢物質則提高到3~4m/'s或更高，礦漿等磨蝕性強的為2~3m/s。電磁流量計的液體流速范圍可在1~10m/s之間選用。原理上，上限流速并沒有限制，滿度流量的流速下限一般為1m/s,有些產品為0.5m/s,低于此流速，從測量準確度出發應改用小管徑，以異徑管連接到管道。但加裝異徑管要注意壓力損失的問題。圖1為流量計口徑、流速與流量關系的曲線圖，計算儀表口徑時可參照。6.大口徑時電磁流量計的選擇  電磁流量計按安裝形式可分為管道式和探頭式。一般優先選用管道式電磁流量計;當工藝管徑較大且考慮設備費用時,或安裝時不允許管道停流的情況下，可選用探頭式電磁流量計(精度可達0.5級)。(1)探頭式可裝配球閥，可在管道不停流情況下拆、裝，利于儀表的在線安裝和維護。(2)探頭插入深度只需很短，對管道阻力小。--般在直管段足夠長時，采用平均流速點測量法，這種方法的測量精度基.本不受雷諾系數變化的影響，探頭的插人深度僅為R=0.121D;當直管段較短時，一般采用中心流速點測量法，插入深度R=0.5D(其中D為管道直徑)。7.工藝管道材質  若連接儀表的管道是(相對于被測介質)金屬導電性的，不需要接電環，若是絕緣性的，則要用接地環，可用普通型，它的材質應與被測介質的腐蝕性相適應。若被測介質是磨損性的，則宜選用帶頸接地環，以保護進、出口端的襯里，延長使用壽命。8.安裝儀表的工藝管道段的敷設位置  電磁流量計的安裝形式可分為三種:一體型、分離型和潛水分離型(IP68)。一般情況選用一體型，它將流量計的傳感部分和轉換部分(表頭)裝于一體，便于安裝使用;當管道敷設的位置較高不便觀察或安裝在環境差的場合，可采用分離型，分離長度一般不超過30m;當傳感器需要安裝在井下、水下的被測現場管道上時，需要選用潛水分離型。渦街流量計是依據流體力學振動現象中振動頻率與流速的對應關系工作。它對管道流速分布畸變、流動脈動及旋轉流十分敏感，同時由于其感.測元件為壓電晶體，各種機械振動對輸出信號干擾較大,僅表抗振性差。因此現場安裝條件要求較高。  為了達到測量精度，渦街流量計必須保證一定的前后直管段,并盡量避免在靠近調節閥、半開閥和.截止閥后安裝流量計;測壓點和測溫點應分別在下游側距流量計中心線3.5D~5.5D和6D-8D;。  渦街流量計的表體安裝不良，如接管偏大、偏小、偏移有臺階)或墊片突入管道都會引起測量誤差。配管內徑一般應等于或略大于流量計的內徑。如配管的實際內徑略小于流量計的內徑5%以內),雖不會影響僅表的固有K系數，但因流通面積突變引起表觀流速變化而產生附加測量誤差，這可以通過修正K系數來補償。修正后的儀表系數為K"=K（D2/D1）2式中:Dt-儀表實際內徑;D2-配管實際內徑。  當測量容易汽化的液體或工作條件接近臨界狀態的液體時,為防止氣穴現象出現，設計安裝時必須確認管道內的最低壓力P'，這樣才能保證渦街流量計正常工作。p由下式計算:p≥2.7△p+1.3po△p≈1.1x10-6ρv2  式中:p-管道內流體絕對壓力，MPa;△p-流體在.發生體前后的壓差，MPa;po-在工作溫度下流體的飽和蒸汽壓，MPa;ρ--工作條件下流體的密度，kg/m³，V-流動流體的流速,m/s.儀表使用中還要注意以下問題:①安裝渦街流量計的位置要遠離動力設備和變化頻繁的閥門，如管線振動較大，應在流量計前、后2D處加裝固定支架以咸振;②如管道流體的流速不穩，可考慮在管線上增加穩壓裝置或整流器來消除流速分布的不均勻現象;③由于壓電晶體的靈敏度隨溫度升高而大幅度下降，應避免在測量高溫介質（≤250℃),特別是高低溫頻繁變化的介質中使用;④流量計的安裝位置應避開較強的熱源、電場及磁場,盡量選擇較好的工作環境1.施工工藝的影響與處理按照循環灌漿的原理,返回漿液要流回攪拌桶,采用2臺電磁流量計分別計量進返漿管道中漿液的流量。然而.有些用戶去掉返漿管上的電磁流量計,返漿管通過一個三通直接接在電磁流量計下游的進漿管上,返回漿液不返回攪拌桶,采用一臺電磁流量計測量灌漿量,其結果在巖層吸漿量很小和灌漿結束階段,漿液流過電磁流量計F的流速很小,遠低于電磁流量計的流速下限,信噪比S/N很小,測量誤差高達50%,無法精確計量。2.測量管道內附漿量的影響與處理　　每次灌漿結束后,要及時清除電磁流量計測量管內的殘余漿液，否則水泥漿液易在測量管道內產生不同程度的膠結,甚至堵塞電磁流量計測量管和相接的灌漿管道。電磁流量計測量管內的附著層會引起附加相對誤差△Ɛ,實踐證明其引起的誤差是很大的,假定其厚度相同△ε由式(5)計算:　　水泥顆粒的σɷ和水泥漿液σf相差很大,因為附著水泥層電導率極低,當附著物有一-定厚度時△Ɛ會比較大。3.介質中氣泡的影響與處理　　因工藝或介質本身的原因,所測液體常含--些氣泡。電磁流量計屬于流速型的流量方式,氣泡在管道圓截面中所占據的面積百分率,幾乎就等同于氣泡對流量測量的影響量。此外由于氣泡經過電極表面存在一個摩擦過程,由此會產生尖峰脈沖干擾電勢,其值遠大于正常的流量信號。通常電磁流量轉換器無法有效地處理如此的干擾,輕者導致測量值不穩定,嚴重時儀表根本無法工作,一些缺乏經驗的用戶僅從工藝的要求出發,對電磁流量計的安裝位置沒有考慮防止氣泡的產生,例如有些用戶把電磁流量計安裝在灌漿泵的吸入端,吸入端的漿液中常會混入成泡狀流的小氣泡,故電磁流量計一般要安裝在泵的排出端。電磁流量計最好垂直安裝,漿液自下而上流動。水平安裝時要使電極軸線平行于地平線,不要垂直于地平線,因為處于底部的電極易被沉積物覆蓋,頂部電極易被液體中偶存氣泡擦過遮住電極表面。4.惡劣施工現場環境的影響與處理　　灌漿施工現場的環境大部分時間比較惡劣,例如高溫、潮濕高灰塵等,如果電磁流量計外殼的密封不良,諸如接線盒,以及一些非焊接氣密封結構的外殼,時間長了冷凝水和灰塵容易積聚在電磁流量計的接線盒中，或透過密封不良的結合面滲入電磁流量計殼體中,由于電磁流量計的流量信號極其微弱(通常是幾mA),冷凝水和灰塵的存在,直接的后果是導致電磁流量計轉換器輸入回路阻抗下降，衰減了欲輸往放大器的流量信號;或者是破壞勵磁回路和信號回路的絕緣,將高達幾十V的勵磁電壓引入到低電勢的信號回路中,造成電磁流量計的嚴重故障。為了避免此類故障的發生,可在接線盒中灌注絕緣材料,在維修和調試電磁流量計的時候一-定要避免進水,保持接線盒內的干燥與干凈,使用中一定要避免浸泡在水或漿液中。由于超聲波流量計傳感器的安裝位置，被測管路的狀態對測量精度有很大影響，因此請選擇滿足下列條件的場所。1.管道圓度好，內表面光滑，管壁均勻。2.上游側5D，下游側3D以上的直管段，注“D為管道內徑”。3.被測管路必須充滿液體。4.必須有足夠的空間易于傳感器的安裝與操作。5.在水平的被測管路，傳感器不應裝在管道的頂部和底部，并避開管道凹凸不平及有焊縫處。超聲波流量計傳感器的安裝1.在已定的安裝位置周圍比傳感器約大一倍的面積上，將管壁上的油漆、鐵銹、污垢等清除干凈，擦凈露出金屬應無凹凸不平。2.將緊固件安裝在管道上，用不銹鋼帶將其固定在管道上，不應松動。3.鋪設好電纜由電纜接入孔接到接線盒中的接線端子上。4.每個傳感器換能器正面，涂上一厚層耦合劑（黃油）后，將傳感器換能器面與管壁接觸，放置在緊固組件中，并用壓緊蓋板將傳感器壓緊，耦合劑應從傳感器四周的縫隙中擠出，形成一道密封條。緊固螺銓鈕緊，注意四個螺銓用力要均勻，不要使傳感器偏移。1.從經濟方面考慮購置流量計的費用　　購置流量計時應比較不同類型流量計對整個測量系統經濟的影響.例如,范圍度小的流量計比范圍度寬的流量計在相同測量范圍下,需要多臺流量計并聯和多條管線才能覆蓋,因此除流量計外還需增加許多輔助設備(如閥門、管線附件等).雖然表面上看流量計費用少了,但是其他費用則增加了,兩者加起來也許并不合算.例如,安裝孔板流量計加上差壓計的費用相對便宜,但組成測量回路包括孔板的固定附件等其他費用,可能超過基本件費用很多.2.安裝費用　　在購置流量計時,不僅要考慮流量計的購置費,還需考慮其他費用,如附件購置費、安裝調試費、維護和定期檢測費、 運行費和備用件費.例如,許多流量計使用時應配備比較長的上游直管段以保證其測量性能.因此,正確的安裝需要額外布置管道或備有旁路管道作定期維護.所以安裝費應多方面考慮,例如,還應包括運行所需的截止閥、過濾器等輔助費用等.3.運行費用　　流量計運行費用主要是工作時能量消耗,包括電動儀表內部電力消耗或氣動儀表的氣源耗能以及在測量過程中推動流體通過儀表所消耗的能量,亦即克服儀表因測量產生壓力損失的泵送能耗費等.比如差壓式流量計產生的差壓,很大一部分不可恢復； 容積式流量計和渦輪流量計也具有相當阻力.只有全通道、無阻礙的電磁流量計和超聲流量計此費用基本為零.插入式流量計由于用于大管徑阻塞比小,其壓力損失亦可忽略.據測算,管徑為lOOmm的差壓式孔板流量計1年泵送能耗費與流量計購置費相當, 如果換用電磁流量計,其購置費僅相當于4年多差壓式孔板流量計的能耗費.可想而知,管徑越大,泵送能耗費占總費用的比例越高.一般認為超過5000mm的流量計應盡可能選用低壓損和無壓損的流量計.例如,供水工程通常采用低壓損的文丘里管等差壓式傳統流量計,而極少用孔板,現在則更新為電磁流量計和超聲流量計.4.檢測費用　　檢測費用應根據流量計的檢定周期決定.一般用于貿易結算的原油或成品油的檢測,常在現場設置標準體積管對流量計進行在線檢定.5.維護費用和備用件費用等　　維護費用為流量計投入使用后保持測量系統正常工作所需費用,主要包括維護費和備用件費.有運動部件的流量計需進行較多維護工作,如定期調換易磨損軸承、軸、轉輪、傳動齒輪等；沒有運動部件的流量計也需進行檢視,如最普通的用幾何測量法檢查差壓式流量計.備用件費用會隨著流量計性能提高的程度而增加.選用流量計時應考慮同時增加備用件的購置費用,尤其是從國外進口的流量計,有時常會因易損備件的購置問題而替換整臺流量計.用于動流測量的電磁流量計,通常在下列三個方面須作特殊設計,并在投運時作適當的調試.1.激勵頻率可調,以便得到與動頻率相適應的激勵頻率.太和太低都是不利的.2.電磁流量計的模擬信號處理部分應防止動峰值到來時進入飽和狀態.動流的動峰值有時得出奇,如果峰值出現時,電磁流量計的流量信號輸入通道進入飽和狀態,就如同峰值被消除,必將導致儀表示值偏低.3.為了讀出平均值,應對顯示部分作平滑處理.由于電磁流量計的測量部分能快速響應動流流量的變化,忠實地反映實際流量,但是顯示部分如果也如實地顯示實際流量值,勢必導致顯示值上下大幅度跳動,難以讀數,所以,顯示應取段時間的平均值.其實現方法通常是串入慣性環節,選定合適的時間常數后，儀表就能穩定顯示。但若時間常數選得太大,則在平均流量變化時,顯示部分響應遲鈍，為觀察帶來錯覺.動流流量測量方法有三種：a.用響應快的電磁流量計；b.用適當的方法將動衰減到足夠小的幅值,然后用普通流量計進行測量；c.對在動流狀態下測得的流量值進行誤差校正.  有的系統中,b c兩種方法需結合起來才能實現測量,這是因為動幅值大,出估算公式的適用范圍,若僅用阻尼方法,衰減后的動幅值又未能進入穩定流范圍。德國VSEAHM03流量計中國分公司使用電磁流量計的前提是被測液體必須是導電的，不能低于閾值(即下限值)。電導率低于閾值會產生測量誤差直至不能使用，通用型電磁流量計的閾值在10-4~(5×10-6)S/cm之間，視型號而異。一般電導率閾值為5×10-6S/cm=5μS /cm?！　」I用水及其水溶液的電導率大于10-4S/cm，酸、堿、鹽液的電導率在10-4～10-1S/cm之間，使用不存在問題， 低度蒸餾水為10-5S/cm 也不存在問題。石油制品和有機溶劑電導率過低就不能使用。表1列出若干液體的電導率。從資料上查到有些純液或水溶液電導率較低,認為不能使用,然而電磁流量計實際工作中會遇到因含有雜質而能使用的實例，這類雜質對增加電導率有利。對于水溶液，資料中的電導率是用純水配比在實驗室測得的，實際使用的水溶液可能用工業用水配比，電導率將比查得的要高，也有利于流量測量。德國VSEAHM03流量計中國分公司超聲波流量計根據聲道布置形式可以分為單聲道超聲波流量計和多聲道超聲波流量計。單聲道超聲波流量計在測量管道上只安裝一對超聲波換能器,多聲道超聲波流量計則在測量管道上安裝多對超聲波換能器,包含多個獨立的超聲波傳播路徑。多聲道超聲波流量計對于流場的適應能力更強,可以提高流量計的測量精度；然而單聲道超聲波流量計在小管徑場合應用更為廣泛,而且通過反射鏡的應用單聲道超聲波流量計的聲道布置形式越來越復雜,測量精度也隨之提高。根據聲道的傳播方式,常用的單聲道超聲波流量計主要有Z型流量計,U型流量計,V型流量計,N型流量計和三角型流量計,不同傳播類型的單聲道超聲波流量計聲道示意圖如圖4-1所示,其中紅色虛線表示聲波傳播路徑?！　《嗦暤莱暡髁坑嫴捎脭抵捣e分的方法提高流量修正系數的精度,可以解決單聲道超聲波流量計測量不確定度誤差大的問題。多聲道超聲波流量計通常采用Gauss積分方法計算式(2-7)中各聲道位置ri/R和相應的權重系數wi。在相同采樣點數、節數自由的情況下,Gauss 型數值積分方法相對于辛普森公式和梯形公式等插值型積分方法計算精度更高。對于圓形測量管道的超聲波流量計中聲道位置和相應權重系數的計算一般采用Gauss-Jacobi積分方法。按照 Gauss-Jacobi 積分方法的零點確定各聲道高度,按積分方法中的權重系數計算聲道權重系數?！　嶋H中各聲道上速度分布與理想的代數多項式表示的流速分布差異很大,特別是無法體現管壁處流速為零的特性,導致流量的積分結果偏高,影響流量計的測量精度。為了使計算結果更加接近于圓形管道內液體充分發展的真實值,提出了采用最佳圓截面算法（OWICS）計算聲道位置ri/R和權重系數wi的方法,最佳圓截面算法其實是基于正交多項式的 Gauss 積分方法。Gauss-Jacobi和OWICS積分方法計算各聲道位置和權重系數如表4-1所示.根據流量計設計要實現的功能，智能金屬管浮子流量計的硬件系統實現方案如圖2.1所示：本系統主要分為三部分：信號采集模塊、信號處理模塊以及輸出和顯示模塊，下面將對這三個模塊進行簡要介紹。(1)信號采集模塊：此模塊用來實現信號采集功能，系統中核心要采集的是流量信號，除此之外，還需要采集溫度和壓力信號。這是因為當被測流體為蒸汽時，其密度隨溫度和壓力的變化而變化。為了準確計算出流體的流量，必須要考慮溫度和壓力變化對流體密度的影響。因此，設計中要實現流量、溫度以及壓力三種信號的采集。(2)信號處理模塊：信號處理模塊的基本功能是實現信號的放大、濾波以及A/D轉換。此外，系統中采用微控制器MSP430F149對采集信號進行計算、補償，線性化等智能化處理。(3)輸出及顯示模塊：設計中使用E2PR0M保存累積流量值以及儀表參數值，并將流量信號轉換為4?20mA工業標準電流信號輸出。同時，使用LCD實時顯示瞬時流量和累積流量，最后將金屬管浮子流量計測量結果通過CAN總線傳送給上位機顯示。

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