外夾式超聲波流量計(jì)因其攜帶和使用方便,，廣泛應(yīng)用于純凈水,、污水、油品等其他液體介質(zhì)和天然氣,、空氣等氣體介質(zhì)的測(cè)量,。外夾式超聲波流量計(jì)在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中應(yīng)用了時(shí)差法原理，實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的測(cè)量,。時(shí)差法在實(shí)際應(yīng)用時(shí),，對(duì)時(shí)差分辨力的要求較高。隨著檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展,，特別是時(shí)間測(cè)量技術(shù)的不斷更新升級(jí),，外夾式超聲波流量計(jì)流量的測(cè)量誤差越來(lái)越小。電磁流量計(jì)的誤差一般在3%～5%之間,，而外夾式超聲波流量計(jì)的最大允許誤差可以達(dá)到1% ,，甚至更小。因此,，采用外夾式超聲波流量計(jì)對(duì)其進(jìn)行校準(zhǔn)滿(mǎn)足三分之一原則,，是切實(shí)可行的。
根據(jù)平時(shí)工作中使用經(jīng)驗(yàn)以及對(duì)相關(guān)專(zhuān)業(yè)資料的研究,，總結(jié)分析得出,，選用外夾式超聲波流量計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)表時(shí)，若超聲波流量計(jì)安裝現(xiàn)場(chǎng)所需的直管段滿(mǎn)足不同條件下對(duì)直管長(zhǎng)度的要求,，那么對(duì)測(cè)量的影響量主要有: 外夾式超聲波流量計(jì)的最大允許誤差,、外夾式超聲波流量計(jì)換能器安裝、管道直徑測(cè)量,。
1,、外夾式超聲波流量計(jì)的最大允許誤差
外夾式超聲波流量計(jì)因其安裝簡(jiǎn)便、測(cè)量方便的特點(diǎn),，已成為最常用的在線(xiàn)檢測(cè)設(shè)備,。它是將一對(duì)換能器外夾在測(cè)量管道上，互相發(fā)射接收超聲波信號(hào)，聲波在檢定介質(zhì)中順流,、逆流行進(jìn)一段距離,，通過(guò)兩次行進(jìn)時(shí)間的比較，確定被測(cè)介質(zhì)的流速,。根據(jù)JJG 1030－2007《超聲流量計(jì)檢定規(guī)程》可知，最大允許誤差分為：±0.2%,、±0.5%,、±1.0%、±1.5%,、±2.5%,。而用于電磁流量計(jì)的在線(xiàn)測(cè)量，則需選用最大允許誤差小于等于±1.0%的外夾式超聲波流量計(jì),。
2,、外夾式超聲波流量計(jì)換能器安裝
2.1換能器安裝方式
換能器安裝方式通常有Z法、V法,、X法,、W法等，應(yīng)根據(jù)使用說(shuō)明書(shū)并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)條件選擇最恰當(dāng)?shù)陌惭b方式,，換能器安裝方式示意圖如圖1所示,。例如，當(dāng)流體平行于管軸流動(dòng)時(shí),，通?？刹捎肸法；當(dāng)流體流動(dòng)方向與管軸不平行時(shí),，可采用V法或者X法,；當(dāng)管道長(zhǎng)度有限時(shí)，使用X法可獲得較好的精度等,。目前,，可測(cè)的最小管徑為Φ25mm，采用V法或W法以擴(kuò)大聲程長(zhǎng)度,，增加順逆向聲傳播時(shí)間,。而Z法一般用于Φ50mm以上管道。
2.2換能器安裝位置
換能器安裝的測(cè)量管軸線(xiàn)應(yīng)盡可能與管道軸線(xiàn)一致,，并且需保證管內(nèi)充滿(mǎn)液體,，兩換能器之間的測(cè)量管軸線(xiàn)方向距離L需通過(guò)計(jì)算確定，并通過(guò)鋼直尺在被測(cè)管道上測(cè)量出測(cè)量管軸線(xiàn)方向的距離,，將兩換能器安裝到位,。同時(shí)，需注意耦合劑的用量,，確保換能器與測(cè)量管道要耦合好,。并且保證換能器表面的清潔,，若表面污物較多，則會(huì)影響正常的測(cè)量,。
大口徑管道測(cè)量時(shí)一般選擇Z法安裝,，安裝時(shí)一對(duì)換能器管道軸向安裝距離和管道圓周方向安裝角度是否準(zhǔn)確，直接關(guān)系到超聲波流量計(jì)流量計(jì)量準(zhǔn)確與否,。目前,，超聲波流量計(jì)換能器在軸向方向安裝誤差給流量測(cè)量結(jié)果帶來(lái)的誤差已通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出，如日本富士公司稱(chēng),，超聲波流量計(jì)軸向安裝偏差1mm,，會(huì)給流量測(cè)量結(jié)果帶來(lái)0.3%的測(cè)量誤差。
同時(shí),，圓周方向的安裝誤差會(huì)影響一對(duì)換能器的超聲波接受強(qiáng)度,，從而影響流量測(cè)量結(jié)果（但現(xiàn)尚無(wú)直接數(shù)據(jù)引用）。在超聲波實(shí)際測(cè)量過(guò)程中,，被測(cè)管線(xiàn)外部涂層,、管道銹蝕以及測(cè)試地點(diǎn)狹小等問(wèn)題，給換能器的準(zhǔn)確安裝造成很大的困難,。以一條DN800mm的輸水管線(xiàn)Z法安裝為例,，其換能器安裝標(biāo)準(zhǔn)距離為365mm，而實(shí)際安裝過(guò)程中,，軸線(xiàn)方向安裝偏差甚至達(dá)到10mm（若管道外側(cè)銹蝕嚴(yán)重,，安裝誤差甚至更大），根據(jù)經(jīng)驗(yàn)用公式推算,，由安裝誤差引起的流量偏差達(dá)到3.0%,，遠(yuǎn)超過(guò)超聲波流量計(jì)儀表本身最大允許誤差1.0%。
3,、管道直徑測(cè)量
3.1管道外徑測(cè)量
管道直徑可采用現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)資料確認(rèn)的方法,，按照J(rèn)JF（蘇）228－2019《電磁流量計(jì)在線(xiàn)校準(zhǔn)規(guī)范》的規(guī)定，可以采用不低于1級(jí)鋼卷尺進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量,，1級(jí)鋼卷尺的最大允許誤差為±0.1mm+10－4L,，但現(xiàn)場(chǎng)采用的是鋼卷尺測(cè)量管道周長(zhǎng)后計(jì)算得出管道 的直徑，因此,，所引入的誤差至少在0.1%～0.2%,。對(duì)于1m的管徑直徑，引入的誤差可達(dá)到（1～2）mm,。對(duì)于管道直徑比較小的測(cè)量,，建議測(cè)量時(shí)可采用π尺等更精確的測(cè)量?jī)x器來(lái)進(jìn)行測(cè)量。
3.2管道內(nèi)徑測(cè)量
管道內(nèi)徑的數(shù)值是通過(guò)管道外徑測(cè)量值減去管徑壁厚獲得。管徑壁厚是采用超聲波測(cè)厚儀在換能器5個(gè)不同位置進(jìn)行測(cè)量后取平均值,。超聲波測(cè)厚儀是根據(jù)超聲波在已知固體材料中傳播的速度和傳播的時(shí)間來(lái)測(cè)量出試件的厚度,。因此管道的材質(zhì)必須正確，同時(shí),，測(cè)量時(shí)應(yīng)保證測(cè)量表面的光滑性,，當(dāng)被測(cè)表面的粗糙度較大時(shí)，則會(huì)影響耦合效果,，從而造成測(cè)量數(shù)據(jù)的偏差,。
