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日本富士超声波流量计
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  超声波流量计探头的安装方法
 
超声波流量计探头的安装方法
信息内容:
快速输入管道参数和步骤

FV系列超声波流量计常规测量时需要输入下列参数:
1. 管道外径
2. 管壁厚度
3. 管材
4. 衬材参数(如有的话,可包括衬里厚度和衬材声速)
5. 流体类型
6. 探头类型 (因为主机可支持多种不同探头)
7. 探头安装方式
上述参数条件的输入步骤一般遵循下列设置步骤:
1. 键入MENU 1 1 进入11号窗口输入管外径后键入ENT键;
2. 键入▼/- 进入12号窗口输入管壁厚度后键入ENT 键;
3. 键入▼/- 进入14号窗口ENT ,▲/+或▼/- 选择管材后键入ENT 键;
4. 键入▼/- 进入16号窗口ENT ,▲/+或▼/- 选择衬材后键入ENT 键;
5. 键入▼/- 进入20号窗口ENT ,▲/+或▼/- 选择流体类型后键入ENT 键;
6. 键入▼/- 进入23号窗口ENT ,▲/+或▼/- 选择探头类型后键入ENT 键;
7. 键入▼/- 进入24号窗口ENT ,▲/+或▼/- 选择安装方式后键入ENT 键;
8. 键入▼/- 进入25号窗口,按所显示的安装距离及上步所选择的安装方式安装好探头(见本章安装部分);
9. 键入MENU 0 1 进入01号窗口显示测量结果。

选择测量点
超声波流量计的安装在所有流量计的安装中是最简单便捷的,只要选择一个合适的测量点,把测量点处的管道参数输入到流量计中,然后把探头固定在管道上即可。
为了保证测量精度,选择测量点时要求选择流体流场布均匀的部分,一般应遵循下列原则:
1. 选择充满流体的材质均匀质密、易于超声波传输的管段,如垂直管段(流体向上流动)或水平管段。
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2. 安装距离应选择上游大于10倍直管径、下游大于5倍直管径以内无任何阀门、弯头、变径等均匀的直管段,安装点应充分远离阀门、泵、高压电和变频器等干扰源。
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3. 避免安装在管道系统的最高点或带有自由出口的竖直管道上(流体向下流动)
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4. 对于开口或半满管的管道,流量计应安装在U型管段处
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5.充分考虑管内壁结垢状况,尽量选择无结垢的管段进行测量。实在不能满足时,需把结垢考虑为衬里以求较好的测量精度。
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6.要保证测量点处的温度和压力在传感器可工作范围以内。
7.两个传感器必须安装在管道轴面的水平方向上,并且在轴线水平位置±45o范围内安装,以防止上部有不满管、气泡或下部有沉淀等现象影响传感器正常测量。如果受安装地点空间的限制而不能水平对称安装时,可在保证管内上部分无气泡的条件下,垂直或有倾角地安装传感器。
8.选择管材均匀密致,易于超声波传输的管段。测量点的选择请见下例(如下图)
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探头接线
请参考本手册第4页的接线图。注意事项:
1、安装时把欲安装传感器的管道区域清理干净,露出金属的原有光泽;
2、信号电缆的屏蔽线可悬空不接,不要与正、负极(红、黑线)短路;
3、传感器接好线后须用密封胶(耦合剂)注满,以防进水;
4、传感器注满密封胶盖好盖后,须将传感器屏蔽线缆进线孔拧好锁紧;
5、捆绑传感器时应将夹具(不锈钢带)固定在传感器的中心部分,使之受力均匀,不易滑动;
6、传感器与管道的接触部分四周要涂满足够的耦合剂,以防空气、沙尘进入,影响超声波信号传输。
§2.10 安装探头
在安装探头之前,选择出管材致密部分进行探头安装,须把管外欲安装探头的区域清理干净,除去一切锈迹油漆,最好用角磨机打光,再用干净抹布蘸丙酮或酒精擦去油污和灰尘,然后在探头的中心部分和管壁涂上足够的耦合剂,然后把探头紧贴在管壁上捆绑好。
注意 1. 两个探头要安装在管道管轴的水平方向上;2. 探头的安装方向。
安装探头过程中,千万注意在探头和管壁之间不能有空气泡及沙砾。在水平管段上,要把探头安装在管道截面的水平轴上,以防管内上部可能存在气泡。如果受安装地点空间的限制而不能水平对称安装探头,可在保证管内上部分无气泡的条件下,垂直或有倾角地安装探头。
§2.10.1 探头安装距离
探头间距以两探头的最内距离边缘为准在输入了所需的参数以后,查看显示窗口25所显示的数字,并使探头的间距符合25号窗口的数据。
§2.10.2 探头安装方式
探头安装方式共有四种。这四种方式分别是V法、Z法、N法和W法。下面分别说明。一般地在小管径时(DN15~200mm)可先选用V法;V法测不到信号或信号质量差时则选用Z法,管径在DN200mm以上或测量铸铁管时应优先选用Z法。
N法和W法是较少使用方法,适合DN50mm以下细管道。
§2.10.2.1 V法(常用的方法)
V法一般情况下是标准的安装方法,使用方便,测量准确。可测管径范围为15mm至大约400mm;安装探头时,注意两探头水平对齐,其中心线与管道轴线水平。
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§2.10.2.2 Z法(最常用的方法)
当管道很粗或由于液体中存在悬浮物、管内壁结垢太厚或衬里太厚,造成V法安装信号弱,机器不能正常工作时,要选用Z法安装。原因是;使用Z法时,超声波在管道中直接传输,没有折射(称为单声程),信号衰耗小。Z法可测管径范围为100mm至6000mm。实际安装流量计时,建议200mm以上的管道都要选用Z法(这样测得的信号最大)。
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§2.10.2.3 N法(不常用的方法)
N法安装时,超声波束在管道中折射两次穿过流体三次(三个声程),适于测量小管径管道。N法通过延长超声波传输距离,提高测量精度(不常用方法)。

§2.10.2.4 W法(极不常用的方法)
同N法一样,W法也通过延长超声波传输距离的办法来提高小管测量精度。适于测量50mm以下的小管。使用W法时,超声波束在管内折射三次,穿过流体四次(四个声程)。

检查安装
检查安装是指检查探头安装是否合适、是否能够接收到正确的、足够强的、可以使机器正常工作的超声波信号,以确保机器长时间可靠的运行。通过检查接收信号强度、总传输时间、时差以及传输时间比,可确定安装是否最佳。
安装的好坏直接关系到流量值的准确,流量计是否长时间可靠的运行。虽然大多数情形下,把探头简单地涂上偶合剂贴到管壁外,就能得到测量结果,这时还是要进行下列的检查,以确保得到最好的测量结果并使流量计长时间可靠的运行。
信号强度
信号强度(M90中显示)是指上下游两个方向上接收信号的强度。FV系列使用00.0~99.9 的数字表示相对的信号强度。00.0 表示收不到信号;99.9 表示最大的信号强度。
一般情况下,信号强度越大,测量值越稳定可信,越能长时间可靠的运行。
安装时应尽量调整探头的位置和检查耦合剂是否充分,确保得到最大的信号强度。系统能正常工作的条件是两个方向上的信号强度大于60.0。当信号强度太低时,应重新检查探头的安装位置、安装间距以及管道是否适合安装或者改用Z法安装
信号质量(Q值)
信号质量简称Q值(M90中显示)是指收信号的好坏程度。FV系列使用00~99的数字表示信号质量。00表示信号最差;99表示信号最好,一般要求在60.0以上。
信号质量差的原因可能是干扰大,或者是探头安装不好,或者使用了质量差、非专用的信号电缆。一般情形下应反复调整探头,检查耦合剂是否充分,直到信号质量尽可能大时为止。
总传输时间、时差
窗口93中所显示的“总传输时间、时差”能反应安装是否合适,因为流量计内部的测量运算是基于这两个参数的,所以当“时差”示数波动太大时,所显示的流量及流速也将跳变厉害,出现这种情况说明信号质量太差,可能是管路条件差,探头安装不合适或者参数输入有误。
在通常情况下,时差的波动应小于±20%。但当管径太小或流速很低时,时差的波动可能稍大些。
传输时间比
传输时间比用于确认探头安装间距是否正确。在安装正确的情况下传输比应为100±3。传输时间比可以在M91中进行查看。
当传输比超出100±3的范围时,应检查参数(管外径、壁厚、管材、衬里等)输入是否正确、探头的安装距离是否与M25中所显示的数据一致、探头是否安装在管道轴线的同一直线上、是否存在太厚的结垢、安装点的管道是否椭圆变形等。
安装时注意的问题
1)输入管道参数必须正确、与实际相符,否则流量计不可能正常工作。
2)安装时要使用足够多的耦合剂把探头粘贴在管道壁上,一边察看主机显示的信号强度和信号质量值,一边在安装点附近慢慢移动探头直到收到最强的信号和最大的信号质量值。管道直径越大,探头移动范围越大。然后确认安装距离是否与M25所给探头安装距离相吻合、探头是否安装在管道轴线的同一直线上。特别注意钢板卷成的管道,因为此类管道不规则。如果信号强度总是0.00字样说明流量计没有收到超声波信号,检查参数(报包括所有与管道有关参数)是否输入正确、探头安装方法选择是否正确、管道是否太陈旧、是否其衬里太厚、管道有没有流体、是否离阀门弯头太近、是否流体中气泡太多等。如果不是这些原因,还是接受不到信号,只好换另一测量点试试,或者选用插入式传感器。
3)确认流量计是否正常可靠的工作:信号强度越大、信号质量Q值越高,流量计越能长时间可靠工作,其显示的流量值可信度越高。如果环境电磁干扰太大或是接受信号太低,则显示的流量值可信度就差,长时间可靠工作的可能性就小。
4)安装结束时,要将仪器重新上电,并检查结果是否正确。
 

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