1　前言

　　超聲波流量計是近十幾年來隨著集成電路技術(shù)迅速發(fā)展才開始應(yīng)用的，相對于其它諸多原理的流量計儀表而言，超聲波流量計是新興的儀表之一。

　　2　現(xiàn)代流量側(cè)量的新要求

　　在現(xiàn)代裝置中，由于其測量介質(zhì)的多樣性及介質(zhì)本身或者是工藝過程的要求，對測量往往有更高的要求，主要體現(xiàn)在：

　?。?）寬量程比：在石化、化工中，由于工藝情況的特殊性，對某些測量點（如火炬氣）要求測量儀表具有很寬的量程比。

　?。?）高參數(shù)流：在某些工藝狀況下，被測介質(zhì)可為高參數(shù)流（超大管徑、高溫低溫、高壓、高粘，或是同時具有多個高參數(shù)） 。對于高參數(shù)流的測量，往往被視為傳統(tǒng)測量方法的“禁區(qū)”。

　　（3）低泄漏/無泄漏：不少工業(yè)裝置中，部分介質(zhì)（氣液態(tài)）由于其特殊的物理化學(xué)性質(zhì)，要求在生產(chǎn)的過程中做到?jīng)]有泄漏或盡量減少泄露漏。

　?。?）低維護量：為確保裝置的連續(xù)投產(chǎn)，還要求儀表無需維護或極少需要維護，一旦發(fā)生故障，還可在線進行維護而不影響工藝生產(chǎn)。

　　3　超聲波流量計的優(yōu)勢

　　常用的超聲波流量計按其工作原理分類大致可分為時差法和多普勒法，其中前者占據(jù)了大多數(shù)的超聲波流量計應(yīng)用。

　　超聲測量儀表的流量測量準(zhǔn)確度幾乎不受被測流體溫度、壓力、粘度、密度、電導(dǎo)率等參數(shù)的影響，又可制成非接觸及便攜式測量儀表，故可解決難以測量的強腐蝕性、非導(dǎo)電性、放射性及易燃易爆介質(zhì)的流量測量問題。

　　另外，一臺超聲波流量儀表可適應(yīng)多種管徑測量和多種流量范圍測量，其適應(yīng)能力也是很強的。

　　同其它原理的流量計相比，超聲波流量計一般量程比可達300: 1,超寬的量程比可達1500 ∶1,不產(chǎn)生壓損，全線性測量范圍以及低維護的特點。

　　當(dāng)超聲波流量計在氣體應(yīng)用時，由于存在諸多技術(shù)難點，如氣體的聲阻抗遠小于超聲波探頭的聲阻抗從而造成超聲波信號信噪比過低等，使得大多數(shù)超聲波流量計生產(chǎn)廠家無法涉足氣體應(yīng)用。但也有少數(shù)廠家憑借其出色的研發(fā)能力與獨特的處理技術(shù)在氣體應(yīng)用領(lǐng)域獨領(lǐng)風(fēng)騷。如EMERSON Daniel公司和GE Panametrics公司等世界廠商，在國內(nèi)報道的有上海同濟大學(xué)研制，上海寶音電子有限公司推出的WZ系列超聲流量計。

　　4　應(yīng)用實例

　　基于上述超聲波流量計的諸多優(yōu)點，它正越來越多地應(yīng)用于各類工業(yè)裝置中。

　　上海賽科（ SECCO）位于上海化工園區(qū)，是中國現(xiàn)有的乙烯及下游產(chǎn)品的生產(chǎn)基地，其測量儀表選用中，采用了較多的超聲波儀表，用于工藝介質(zhì)（氣/液體） 、火炬氣及循環(huán)水的測量。下面對應(yīng)用較好的場合舉幾個例子。

　　4. 1　超聲波流量計用于物料氣和飽和蒸汽混合氣體的測量

　　賽科（ （ SECCO）某裝置中的一物料蒸汽為混合氣體和水燕氣共存，測量要求壓損小，且物料中含有細小液滴，用其它差壓式儀表難以測量，難以解決小液滴的粘附，由于超聲波流量計是采用聲速測量原理，解決了該物料測量的難點，得到良好的應(yīng)用。

　　據(jù)中國鋁業(yè)公司中州分公司介紹，目前超聲波流量儀表廣泛使用在煤氣、壓縮空氣、二氧化碳氣體等氣體的計量中，從根本上解決了煤氣中的煤焦油、壓縮空氣中的水分及高溫高壓、二氧化碳氣體中雜質(zhì)的影響。

　　4. 2　超聲波流量計用于火炬氣的測量

　　火炬氣組分變化不定，且管徑大、壓力低，當(dāng)組分變化劇烈時一般流量計難以測量?；鹁鏆獾牧砍套兓螅诠に囌５那闆r下，火炬氣的流量相對較低。當(dāng)某一裝置出現(xiàn)異常，火炬氣流量會有較大幅度的上升。如遇緊急情況，火炬氣的排放可能達到80m / s以上。這就要求測量儀表能夠適應(yīng)組分變化，井且具有很寬的量程比，一臺儀表可以覆蓋火炬氣的整個流量范圍。

　　SECCO選用了火炬氣超聲波流量計具有及高的量程比（ 1500: 1 ） ,不但可以適應(yīng)組分的劇烈變化，而且還可以測介質(zhì)的分子量。更的質(zhì)量流量數(shù)據(jù)以及對火炬氣成份更準(zhǔn)確的了解可以改善裝置運行的效率；這包括，對火炬氣噴嘴處燕汽注入量的準(zhǔn)確測控；火炬氣泄漏的快速查找；工藝控制隱患的及早發(fā)現(xiàn)以及工廠工藝的平衡。該流量計還配置在線插拔裝置，使得在工藝管線正常工作的情況下拆裝探頭進行清潔維護，大大減輕了維護量。

　　在SECCO類似的應(yīng)用還有某些組分有變化的應(yīng)用。

　　4. 3　超聲波流量計用于循環(huán)水和廢水的測量

　　鑒于液體超聲波流量計的適用范圍很寬（管外徑從12mm到5m,甚至更大） ,賽科選用了多臺超聲波液體流量計測量循環(huán)水， 管徑從DN80 到DN1000。所選儀表采用聲波導(dǎo)技術(shù)，可以承受各種極端工藝條件（耐溫范圍； - 200℃到600℃；耐壓范圍：可與工藝法蘭同級） 。

　　據(jù)報道上海城市污水處理一期工程采用的也是超聲波流量計。

　　5　設(shè)計選用時注意

　?。?）超聲波流量計用于氣體計量的測量時，要帶溫度、壓力補償。

　　（2）超聲波流量計夾裝式傳感器夾在管壁外面，其優(yōu)點是對管道材質(zhì)要求低（管道材料可以是金屬、塑料和玻璃等）。 但價格未必比插入式的便宜，因為，前者的探頭價格較貴。

　?。?）超聲波流計用于測量蒸汽、火炬氣和混合氣體等介質(zhì)，由于測量要求較高，故需帶測量管。

　　（4）超聲波流量計在應(yīng)用時，對測量氣體和液體，儀表前后直管。