本文概述：
石油职业的管道运送中触及到的流量计类型有很多种，质量流量计、电磁流量计，超声波流量计都是在出产中运用适当遍及的，经过流量计的丈量，出产作业人员能够实时地监测到管道内石油的运送情况，经过关于管道内石油流速数据的监测和剖析，不只能够及时判别输油管道是否呈现漏点和漏点的方位，削减输油管道走漏时形成的经济损失。更为重要的是能够及时地了解石油在各站间的流速，为管道油品监测模仿仿真及混油量的核算供应根底数据。
本文则是关于石油管道中运用的超声波流量计作一个要点的论述，内容触及到了超声波流量计开展、分类及在输油管线上的运用、外夹式超声波流量计的检测原理以及适合石油运送超声波流量计不同类型的挑选，一起也关于几种外夹式超声波流量计的设备办法作简略介绍。
一、丈量石油运送流量的外表品种
当今工业出产中实践投入运用的流量传感器有很多品种型，所运用的原理和办法也各不相同，假如从单单从检测原理上分类，首要可分为“声、光、热、力、电”等原理。以职业界一般的分类法则为分为容积式、差压式、浮子式、涡轮式、电磁式、涡街式、刺进式、外夹式、管段式、便携式等等。不同品种的流量计习惯的流体介质不同，待测流体介质导电性较好的适合运用电磁式流量计。而超波流量计则更擅长于在大管径、大流量、高密度、高速度和长间隔运送要求的丈量工况条件，因此关于大管径的流量丈量挑选超声波流量计应该是一个最优化计划之一。
二、超声波流量计的开展进程
世界上首台超声波流量计呈现在19世纪的德国，间隔现在已有80多年的前史。最近几年来，跟着科技开展一日千里，全球进入一个以数字化、主动化、信息化为主导的新式工业 革射中，高速数字信号的处理技能与微处理技能的快速开展为超声波流量计开展供应了技能晋级的强壮生机。一起，伴跟着流量计探头新材料和新的加工工艺的呈现以及声道装备等技能的前进，未来超声波流量计的技能优势将更为微弱，开展势头愈加迅猛。
三、石油运送流量监测外表的选型
超声波流量计的体系构成包含电源、换能器、接线盒、转换器。如图1所示换能器也便是传感器，依照传感器的设备办法不同，又能够将超声波流量计分为外夹式、管段式和刺进式超声波流量计。
3.1
外夹式又称外贴式超声波流量计，它是产生最早，用户最了解且运用最广泛的超声波流量计，特色是运用时不会与被丈量介质触摸，适于丈量不易触摸和调查的流体以及大管径流量，不在管道内设备仪器则不会改动介质的活动状况及产生附加阻力。正由于超声波流量计归于非触摸式外表，所以它的设备和检修均不会影响出产管线的正常运转。外夹式超声波流量计是石油运送进程流量监测仪器的最佳挑选类型。
3.2 管段式超声波流量计
出产企业中某些管道因原料疏松、声波传送作用差，或许管道内壁锈蚀、有面料等原因，致使声波信号在传输进程中衰减严峻，用外夹式超声波流量计无法正常丈量，因此催生了管段式超声波流量计。
如图2所示，管段式超声波流量计便是把换能器和丈量管连成一个全体设备在管道中心进行流体流量的超声波检测。它的长处是丈量精度高，缺陷是设备和检修时有必要中止流体运送。
3.3 入式超声波流量计
刺进式超声波流量计的运用介于外夹式和管段式之间。设备时一般需求断流设备，假如经过专用工具也能够完成非断流设备，设备示意图如图3所示。其丈量精度优于外夹式超声波流量计，相对管段式超声波流量计稍差。
四、超声波流量计的检测原理
关闭管道用上超声波流量计的丈量原理有5种，现在运用最多的是传达时刻法和多普勒法两大类。
4.1 传达时刻法超声波流量计检测原理
传达时刻法的丈量原理是：声波在流体中传达时，沿着流体活动的顺流和逆流方向遭到的影响不同，换能器接收到的声波就不同，接收到的信号经过转换器转换成代表流量的电信号供应显现和核算外表进行显现和核算[2]。
外夹式超声波流量计首要选用传输时刻差法丈量流量。如图4所示，超声波穿过流体顺流和逆流时刻不同，其时刻差Δt与流体速度FV成正比，介质流速越快，“ΔT”就越大。
4.2 多普勒法超声波流量计的检测原理
声波在流体介质中传达时，经流体中颗粒反射回换能器的频率不同，这一现象被称称为多普勒效应。所谓多普勒丈量原理，便是依据声波的多普勒效应核算出流体的流量。
运用超声波丈量流体流量时挑选传达时刻法仍是多普勒法？其首要判别要素是：液体洁净程度或杂质含量，丈量精度要求。
五、外夹式超声波流量计设备调试办法
5.1 数据输入进程
（1）首先用盒尺量出被测管路的周长。
（2）翻开外表，接通电源，外表显现超声波流量计版本号或菜单
（3）按键，外表显现输入菜单号码=——-；再按10外表显现输入管道外周长，将用盒尺丈量出的周长直接输入。例：周长为318mm，直接按3、1、8后按键。
（4）按键进入 号窗口外表显现管外径。
（5）按键进入 号窗口，输入被测管路壁厚，按键。
（6）按键进入号窗口，挑选被测管路原料，按键后用键挑选，外表显现不同原料，挑选结束，再按键。例：管路为碳钢，即外表显现0、碳钢，然后按键。（详细原料见说明书项内容
（7）按键进入 号窗口，挑选被测管路衬材，输入办法同（6）。
（8）按键进入 号窗口，挑选流体类型，输入办法同（6）。
（9）按键进入 号窗口，挑选探头类型，输入办法同（6）。“一般挑选规范M1型中探头”按键。
（10）按键进入 号窗口，挑选设备办法，一般情况下管路>50mm用Z办法，按键。
（11）按键进入 号窗口，窗口主动显现出两个探头的设备间隔。次间隔为探头顶部对顶部的设备间隔。
（12）按键输入 ，进入40号窗口，窗口显现阻尼系数，按键输入20，再按键。 （13）按键进入号窗口，窗口显现低流速切除值，按承认键后输0.03，再按承认键。
（14）按键输入26，进入 号窗口，挑选“1，固化参数并总运用”然后按键。
5.2 传感器设备点的挑选
丈量点要尽量挑选距上游10倍直径，下流5倍直径以内均匀直管段，没有任何阀门、弯头、变径等搅扰流场设备，流体有必要为满管。
5.3 设备办法
（1）Z办法设备：以管路周长为200mm为例（如图5）：
1）在管路一面外侧划一长十字为A点，以十字为中心用盒尺向另一侧量出1/2周长，即100mm，该点为B点。2）依据外表显现设备间隔，例如设备间隔为25mm，从A点向一侧量出25mm为C点和上面相同向从B点另一侧量出管路1/2周长为D点，B、D两点衔接，D点划十字，A、D两点即为两个探头设备点（如图6）。
（2）将选好两设备点，用手砂轮打磨洁净出3倍探头巨细的面积后，探头抹上黄油，贴在A、D两点处，用钢带绑紧（一只探头可绑紧，另一只略微松些，以备一会调整探头方位时之用）。
探头设备结束后，按，外表显现上游=X1；下流=X2；Q值=X3上游、下流为信号强度，数值应大于60以上。且上、下流数据挨近。Q值为信号质量，数值应在50以上。如信号强度不抱负，应细微移动一侧探头（上，下，左，右悄悄移动）一起观查信号强度改变，75-85之间最好。如还不可，应查看流体内是否含有很多气泡，或流体不满管。
例：上游=87.5，下流=86.5，Q值=70（Q值总在60-80之间改变）为好。再按号窗口，外表显现信号传输比，此值应尽量调到100%最次在（100±3）%规模内动摇。90、91项窗口靠上下左右微调传感器方位（一般不超越2cm规模）调整数值。一定将数值调整到要求规模内。
上述进程结束，按 即可进行丈量。
六、超声波流量计运用中常见问题及原因剖析
（1）管道上已打磨润滑，但设备丈量时信号一直为0-2%之间，无法丈量。或许原因包含：1）管道内壁结垢较多，超声波衰减较严峻，无法丈量；2）管道有内衬，内衬与管道之间有空隙，导致声波不能穿透，无法丈量；3）耦算计干枯，失掉作用；4）介质含杂、气泡增多或介质糊住探头；5）探头方位产生改变；6）探头老化；7）探头电缆触摸不良。
（2）超声波流量计产生流量读数不安稳。或许原因包含：1）丈量点直管短，不符合丈量要求；2）介质含有气体或杂质且不安稳；3）外表毛病。
（3）超声波流量计信号很弱，波形差，读数不安稳。或许原因包含：1）设备探头方位不正确（前10D后5D）；2）参数设置犯错；3）管道运用多年使内壁结垢太厚；4）有气泡或涡流；5）管径太大，1200mm以上可考虑换刺进式探头。
七、经过超声波流量计能够判别流体在管道运送进程中是否存在走漏
管道运送以其特有的经济、便携、安全等长处而被广泛运用于石油、天然气等液体、气体、浆液的运送中，而且已成为与铁路、公路、航空、水运齐头并进的五大运送职业之一。可是，跟着运送管线的增加和运用年限的延伸，以及管道的腐蚀、磨损等天然或人为原因，管道走漏事端的产生时不可避免的。管道的走漏既影响正常出产，又形成经济损失、环保危险和动力糟蹋。
现在，现已产生了一种超声波流量计输油管道走漏监测办法，突出了超声波流量计的原理及技能特色，提高了定位精度，下降监测费用。
八、本文结语
外夹式超声波流量计作为一种作业功能和丈量作用特别优异的流量外表，无论是在丈量设备的方便性和性价比有着其它类型外表无法比拟的优势，由于外夹式超声波流量计在石油管道上的运用，无需切开管道，不只削减了施工费用，削减了作业量，一起也确保了管道的安全，而且由于丈量外表是管道外置办法，十分利于外表的设备、清洗和保护，为管线的正常运营和保护供应了很好的保证
