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(tǒng)三部分組成。超聲測量儀表的流量測量準確度幾乎不受被測流體溫度、壓力、黏度、密度等參數(shù)的影響，又可制成非接觸及便攜式測量儀表，故可解決其他類型儀表所難以測量的強腐蝕性、非導電性、放射性及易燃易爆介質(zhì)的流量測量問題。
超聲波流量計均可管外安裝、非接觸測流，儀表造價基本上與被測管道口徑大小無關，是較好的大管徑流量測量儀表。并且超聲波流量計不用在流體中安裝測量元件，故不會改變流體的流動狀態(tài)，不產(chǎn)生附加阻力，儀表的安裝及檢修均不影響生產(chǎn)管線運行。
超聲波流量計維護
1、超聲波流量計零流量的檢查
當管道液體靜止，而且周圍無強磁場干擾、無強烈振動的情況下，表頭顯示為零，此時自動設置零點，消除零點飄移，運行時須做小信號切除，通常流量小于滿程流量的5%，自動切除。同時零點也可通過菜單進行調(diào)整。
2、超聲波流量計面板鍵盤操作
啟動儀表運行前，首先要對參數(shù)進行有效設置，例如，使用單位制、安裝方式、管道直徑、管道壁厚、管道材料、管道粗糙度、流體類型、兩探頭間距、流速單位、最小速度、最大速度等。只有所有參數(shù)輸人正確，儀表方可正確顯示實際流量值。
3、超聲波流量計的定期校驗
為了保證流量計的準確度，需進行定期的校驗，通常采用更高精度的便攜式流量計進行直接對比，利用所測數(shù)據(jù)進行計算：誤差=（測量值-標準值）/標準值，利用計算的相對誤差，修正系數(shù)，使得測量誤差滿足士2%的誤差，即可滿足計量要求。
4、超聲波流量計定期維護
對于外貼換能器超聲波流量計，安裝以后無水壓損失，無潛在漏水，只需定期檢查換能器是否松動，與管道之間的黏合劑是否良好即可；插人式超聲波流量計，要定期清理探頭上沉積的雜質(zhì)、水垢等有無漏水現(xiàn)象；如果是一體式超聲波流量計，要檢查流量計與管道之間的法蘭連接是否良好，并考慮現(xiàn)場溫度和濕度對其電子部件的影響等等。定期維護可以確保超聲波流量計的長期穩(wěn)定運行。
超聲波流量計常見故障與處理
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故障現(xiàn)象 |
故障原因 |
處理方法 |
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無信號 |
轉(zhuǎn)換器與主機之間連線斷開 |
重新連接 |
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信號強度不夠 |
出現(xiàn)電源污染 |
凈化電源 |
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換能器位置移動 |
重新調(diào)整換能器位置 |
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瞬時流量穩(wěn)定，但比實際值偏大 |
換能器聲楔出現(xiàn)故障 |
更換換能器 |
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瞬時流量波動大 |
流體收到干擾 |
更換換能器位置 |
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主機阻尼系數(shù)設置太小 |
增大阻尼系數(shù) |
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瞬時值與累計流量不一致 |
主機出現(xiàn)故障 |
更換主機 |
超聲波流量計故障實例分析
1、時差式超聲波流量計故障
某臺時差式超聲波流量計運行期間，時常出現(xiàn)多種問題：指示不準無指示指示流量過大或過小；指示流量為負值；流量指示波動大聲波接收信號弱。
故障分析：
①在測量點選擇方面的問題。有些測量點選擇在壓力不足的垂直管段或水平管段介質(zhì)未充滿狀態(tài)，這樣會使得信號丟失或變?nèi)酰斐闪髁恐甘静粶?、無指示等故障；有些測量點選擇在有泵、調(diào)節(jié)閥或套管彎曲段處，上下游直管段的長度沒有達到要求，導致介質(zhì)的流動狀態(tài)不穩(wěn)定，將會造成儀表流量指示不準和示值波動大等故障如果測量點選擇在管道內(nèi)部有腐蝕或銹斑的管道，將使測量信號失真測不出來流量。
②探頭安裝方面的問題。在探頭與管道的接觸面上，由于管道外表上的銹斑和油漆，影響信號的接收，或者探頭與接觸面耦合劑涂不均勻，有氣泡存在不能充分接觸，將會造成儀表無指示等故障多在水平管段上，發(fā)射器的安裝高于管道側面的正側線，這樣容易受管道底部沉淀物和管道上部氣泡影響，引起信號的失真，造成指示值不準等故障。
③發(fā)射器電纜連接方面的問題。如果發(fā)射器有上游發(fā)射器和下游發(fā)射器時，應由兩根電纜相連，如果安裝顛倒了：測量的將是相反的流量，造成流量指示值為負。
④回路線路連接問題。線路接頭松動或虛假連接造成回路中斷。
⑤數(shù)據(jù)設置方面的問題。有時由于管道的一些技術參數(shù)提供不準確，這樣將會造成流量指示不準，或過大過小等故障。
⑥發(fā)射器安裝方法的選擇方面問題。因該超聲波流量計可測的管徑范圍在5-25m，因此選擇合適的發(fā)射器安裝方法至關重要，否則導致信號減弱或無法接收。
2、流速顯示不正常，數(shù)據(jù)劇烈變化時流量ì
故障分析：傳感器安裝在管道振動大的地方或改變流態(tài)裝置（如調(diào)節(jié)閥、泵、縮流孔的下流）。
故障處理：將傳感器裝在遠離振動源的地方或移至改變流態(tài)裝置的上游。
3、超聲波流量計讀數(shù)不準確
故障分析：①傳感器裝在水平管道的頂部和底部的沉淀物干擾超聲波信號；②傳感器裝在水流向下的管道上，管內(nèi)未布滿流體。
故障處理：①將傳感器裝在管道兩側；②將傳感器裝在布滿流體的管段上。
故障分析：①使流態(tài)強烈波動的裝置如：文氏管、孔板、渦街、渦輪或部分封閉的閥門，正好在傳感器發(fā)射和接收的范圍內(nèi)，使讀數(shù)不正確；②流量計輸人管徑與管道內(nèi)徑不匹配。
故障處理：①將傳感器裝在遠離上述裝置的地方，傳感器上游距上述裝置30D,下游距上述裝置10D或移至上述裝置的上游；②修改管徑，使之匹配。
4、超聲波流量計傳感器是好的，但流速低或沒有流速
故障分析：①因為管道外的油漆、鐵銹未清除干凈；②管道面凹凸不平或安裝在焊接縫處；③管道圓度不好，內(nèi)表面不光滑，有管襯式結垢。若管材為鑄鐵管，則有可能出現(xiàn)此情況；④被測介質(zhì)為純凈物或固體懸浮物過低；固傳感器安裝在纖維玻璃的管道上；⑤傳感器安裝在套管上，則會削弱超聲波信號；⑥傳感器與管道耦合不好，耦合面有縫隙或氣泡。
故障處理：①重新清除管道，安裝超聲波流量計傳感器；②將管道磨平或遠離焊縫處；③選擇鋼管等內(nèi)表面光滑管道材質(zhì)或襯的地方；④選用適合的其他類型儀表；⑤將玻璃纖維除去；⑥將傳感器移到無套管的管段部位上；⑦重新安裝耦合劑。
5、控制閥門部分關閉或降低流量時超聲波流量計讀數(shù)反會增加
故障分析：傳感器裝的過于靠近控制閥下游，當部分關閉閥門時流量計測量的實際是控制閥門縮徑流速提高的流速，因口徑縮小而流速增加。
故障處理：將傳感器遠離控制閥門，傳感器上游距控制閥30D或?qū)鞲衅饕浦量刂崎y上游距控制閥5D。
6、流量計工作正常，突然流量計不再測量流量了
故障分析：①被測介質(zhì)發(fā)生變化；②被測介質(zhì)由于溫度過高產(chǎn)生氣化；③被測介質(zhì)溫度超過傳感器的極限溫度；④傳感器下面的耦合劑老化或消耗了；⑤由于出現(xiàn)高頻干擾使儀表超過自身濾波值；⑥計算機內(nèi)數(shù)據(jù)丟失；⑦計算機死機。
故障處理：①改變測量方式；②降溫；③降溫；④重新涂耦合劑；⑤遠離干擾源；⑥重新輸人數(shù)值；⑦重新啟動計算機。
