超声波式热量表优点及安装使用注意事项

热量表是用于热量计量的仪表，是测量和显示载热液体经热交换设备释放热量的仪表。热量表由流量传感器、配对温度传感器和计算器三部分组成，按流量传感器形式的不同，分为机械式、超声波式和电磁式三种型式。对于一种热量表来说，流量的测量往往是关键部分，因为采用不同的流量技术，对于整个热能的测量的效果有着重要的影响。超声波式热量表的流量测量部分是采用超声波技术的热量表，它具有机械式热量表和电磁式热量表无可比拟的优越性，也是目前国内供热计量普遍采用的热量计量仪表。

1 超声波式热量表的工作原理

超声波式热能表是通过超声波射线的方法测量管道内流量及热交换系统吸收或放出热量的仪表。当超声波在流体中传播时，流体的流动将使超声波信号的传播速度发生传播的时间差，时间差的大小与流体的流速成正比，继而计算出流量。同时将一对温度传感器分别安装在通过载热流体的上行管和下行管上，通过积算仪采集来自流量和温度传感器的信号，最后利用积分公式算出热交换系统获得的热量。

2 超声波式热量表的优点

（1）测量准确度高。

（2）测量机构无运动性部件，永不磨损。

（3）水平、垂直、倾斜安装。

（4）压力损失极小。

（5）测量管与上下游管口径完全相同，实现水流无阻拦。

3 超声波式热量表安装使用注意事项

3.1 安装环境的影响

安装时，一般要求流量计上游、下游分别有管径10倍和5倍以上的直管段，以确保被测介质的流态满足仪表精度要求，现场安装使用时，经常不能找到满足要求的安装位置。直管段不足导致不同的测量误差，下游直管段对准确度影响较小，上游侧有三倍以上管径直管时可基本满足使用，当上游直管段不够，如在弯头、阀门、泵阀之后装表时，一般表现为正误差。

3.2 管道参数输入的影响

超声波流量计安装好后，仪表需输入管径、管壁厚等参数，在管道固定不变的情况下改变输入参数，管径输入的误差，测量结果的误差将扩大2倍，管壁厚度输入误差与测量误差成正相关，但对测量结果影响不是很大。

3.3 内衬及管道材质的影响

测量管道材质入内衬输入错误时，也会造成探头安装距离的计算错误，使超声波入射角产生误差，降低测量准确度，严重时影响信号和设置，从而不能测量。管道内衬对测量的影响主要源于其造成了实际管径的变化，内衬减少了过水截面积，通过流速换算的流理相应偏小，测量误差与管道截面积变化成正比，如内衬过厚而设置时被忽略或与管壁有间隙时则一般发生探测或信号错误，因此测量时应据实准确输入内衬材料及厚度。管道及内衬村质对测量的影响反映在声波在各种介质中传播速度的差异上，如果材质的实际声速大于设置的声速，则测量结果偏小，反之则偏大。

3.4 传感器安装

按照测量环境和测量探头的不同，分为Z法、V法、X法等，测量传感器安装方法的选择原则是：当水沿管轴平行流动时，选Z法安装；当流动方向与管线轴不平行或管路安装地点使换能器安装间隔受到限制时，采用V法和X法，在不影响信号接收的情况下，V法测量准确度高于Z法。两个传感器之间的距离有严格的要求，一定要按规定的尺寸安装，不同的安装间距对测量准确度产生不同的影响，有的甚至误差很大。

3.5 其它外界因素、耦合剂、信号电缆

超声波流量计的运行特点及对便携式超声波流量计测量影响的误差分析中，可以看出，要最大限度地保证流量计测量的准确性，还必须注意以下几点：

传感器安装处的壁面打磨干净；传感器的安装位置应尽可能在上游弯管的弯轴平面内，以获得弯管流畅畸变后较接近的平均值；传感器安装处和管壁反射处必须避开接口和焊缝；传感器安装处的管道衬里和垢层不能太厚；耦合剂一定要使用。

4 结论

超声波式热能表使用寿命可达20年以上，是当今最先进的热能表之一，目前被广泛使用。但是由于现场安装环境、管道参数、内衬及管道材质、传感器安装及其他等因素的影响，测量准确度往往低于预期，有时误差较大，只有消除各种不利因素，才能提高其测量准确度。笔者从以上各方面着手探讨其安装及使用的注意事项，希望对读者有所帮助。