便攜式超聲波流量計DCT7088在水冷器流量測量中的應用

【摘 要】 本文主要介紹了DCT7088在現場水冷器流量測量中的應用。詳細地闡述了該便攜式流量計的概況、測量前的準備、測量的步驟以及注意事項。

【關鍵詞】 DCT7088 便攜式超聲波流量計 測量步驟 注意事項

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2017.10.006

1 DCT7088概況

我們在現場水冷器流量測速中選用的便攜式超聲波流量計是美國寶麗聲公司生產的DCT7088，編號為B05EC005/437650。該流量計采用了先進的數字處理技術和聲波時差探測方法，具有良好的性能和測量上的靈活性，除適用于干凈液體的測量外，還突破了以往時差式流量計對介質潔凈度的局限，對含有一定量的氣泡或固體顆粒物的液體有具有較高的適用性。主要技術參數見表1。

1.1 DCT7088的測量精度

DCT7088測量結果與影響測量精度的多種因素有關。超聲波流量計為速度型測量儀表，僅根據操作者輸入的管內徑參數（ID）來推算出流體體積流速，由于管內截面積與管內徑成平方關系，故1%的管內徑誤差會產生2%的體積誤差。而實際上，工業用管的ID內徑很少能達到小于1%的穩定性，除非流量測量前已用千分尺準確量過內徑，否則，難以減少由此產生的誤差的。因此，利用DCT7088在現場實際測量精度等級需要根據現場的實際情況確定。

2 DCT7088測量前的準備

DCT7088在正式測量前。需要做好測量點的選擇、安裝方式的選擇、安裝距離的選擇、管道的有效處理以及調試探頭。

2.1 測量點的選擇

現場測量點的選擇應該遵循以下原則：

（1）測量點附近無機泵、大功率電臺、變頻等干擾源。

（2）測量的介質必須滿管。

（3）管材如有保溫需拆下。

（4）要有足夠長的直管段，直管段部分表面平滑、較新、圓度較好、無接口和焊縫。直管段內壁無結垢、無附著物。安裝點上游直管段必須要大于10倍的管直徑，即10D（注：D=直徑），下游必須要大于5D。

（5）安裝點上游15D距離內不得有同一平面內的連續兩個90[°]彎頭；30D距離內不得有泵等擾流設備，不得有不在同一平面的連續兩個90[°]彎頭；40D距離內不得有閥門。

（6）管道周圍要有足夠的空間便于現場人員操作，要有安全工作的空間或平臺。

（7）由于耦合劑等諸多原因，測量點介質溫度范圍應該選擇是（-10～+40）℃。

2.2 安裝方式的選擇

DCT7088有三種安裝方式：V、W、Z。

2.2.1 安裝法V

這是一種標準的安裝方法，相對于Z方法，由于信號經過的路程更長一些，所以讀數更加精確，發射器為同側安裝。

2.2.2 安裝法W

在很多場合，對小于或等于100毫米的金屬管道，通常會用W安裝法來測量，聲波在管內壁經過三次反射，提高測量的可靠性，缺點是信號較弱。同V安裝法一樣，發射器為同側安裝。

2.2.3 安裝法Z

選用Z安裝法時，因為信號不經過折射，直接在管內傳輸，信號的衰減要比V安裝法小。當管道直徑大或者流體中懸浮物較多、管內壁銹層過厚等狀況而造成信號過弱，不宜采用V法，此時可采用Z式安裝法。

通常情況下，三種方法中主要使用Z法和V法，較少使用W法。當管徑D大于200毫米時選用Z法，管徑D小于200毫米時應選用V法。如果D小于200毫米，用V安裝法收不到信號或信號很弱，可采用Z安裝法。

當管道條件允許時，即便管徑稍微大于200mm，為了提高測量準確度，也可采用V安裝法。

2.3 傳感器安裝距離的確定

傳感器安裝距離的確定前需要確定管道參數。在測量前需要屬地確認管道外徑，壁厚，有無襯里。如屬地無法確定管道外徑，可參考表2進行設置。

表2 常用管道公稱直徑和外徑對照

將管道的參數輸入DCT7088，選擇合適的安裝方式，得到安裝距離；一般情況下在水平管道上，應選擇管道中部，避開管道頂部和底部（頂部可能有氣體存在、底部可能存在雜質）；V安裝法：先選定一個點，按安裝距離的要求在水平位置找出另一個點。Z安裝法：先選定一個點，按安裝距離要求在水平位置找出另一個點后，確定該點在管道另一側的相應點。

2.4 管道的處理

固定好探頭位置后，在安裝點100毫米的范圍內，使用打磨工具將管道處理至手感平滑，表面光亮無蝕坑。需要注意的是，打磨處要與原管道有相同的曲面度，切忌將其處理成平面，影響測量結果的準確性。

2.5 傳感器探頭的調試

安裝傳感器完畢后，觀察接收信號強度，如果不理想，可輕微調整傳感器安裝位置，直到得到比較穩定的測量值。小信號切除為5%，現場測試發現，只要信號強度穩定，強度值在5%以上就可以進行測量。

3 DCT7088使用注意事項

在DCT7088使用過程中，需要注意以下幾點：

（1）電池充電時間不要太長。在使用過程中發現，如果電池的充電時間過長，就會導致DCT7088不能開機，有時即使能開機，過會兒也會關機。

（2）DCT7088有兩根傳感器器電纜：一條是上游發射器電纜，接線器為紅色，另一條是下游發射器電纜，接線器為藍色。流量計的右邊有兩個接發射器電纜的BNC接線器，上面的接上游發射器電纜，下面的接下游發射器電纜。如剛好顛倒了接線器或接線，那么流量計測量的將是相反方向的流量。

（3）耦合劑沿縱長方向涂在每個發射器發射面的中央位置上。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。

（4）當出現接受不到超聲波信號或者信號太弱的情況。可采用持續擊打的辦法，觀察信號強度的變化，管道內壁的結垢部分脫落會使接收的信號強度值變高，直到得到穩定、有效的信號（值得注意的是此方法會使結垢嚴重的金屬管道內壁與結垢之間出現空隙，從而阻礙聲波的傳輸）。如果問題沒有解決，可能是管內含有的大量氣體影響引起的，排除氣體，即可解決。

（5）現場測量條件不能滿足，這種情況下，如果測量精度要求不高的話，可以降低測量點選擇標準，只要信號強度大于5%即可。

幾年來，DCT7088便攜式流量計在現場的應用滿足了對水冷器流量的測量要求，為企業生產工藝的調整提供了穩固的技術支持。

作者簡介

李劍，學士學位，工程師，從事計量檢定工作，現任葫蘆島市計量檢定測試所測力室副主任。

武競莉，大學畢業，高級工程師，從事計量許可行政審批工作。