淺析耦合劑在外夾式超聲波流量計應(yīng)用中的作用

外夾式超聲波流量計以安裝方便，維護(hù)量小無接觸測量等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于供水行業(yè)。外夾式超聲波流量計應(yīng)用于測量液體流速對雙向聲波信號的影響。它的兩個換能器（T1，T2）以一定的間距安裝在管壁外，交替發(fā)射和接受超聲波。當(dāng)聲波在靜止的流體中傳播時，從T1到T2的聲波信號傳送時間與從T2到T1的傳送時間相同;當(dāng)流體流動時，上游換能器T1向下游換能器T2發(fā)射一個信號，同時下游也向上游發(fā)射信號，而流體流速作用于聲波信號，將加快從上游到下游方向的信號速度，同時減慢從下游到上游方向的信號速度，兩個信號之間產(chǎn)生了時間差，由此求得液體的流速，再與圓管的流通截面積相乘，計算出流量。

外夾式超聲波流量計采用智能型計算器，大容量的數(shù)據(jù)記錄儀，有200KB到1MB的數(shù)據(jù)存儲器，可以儲流量測量的歷史數(shù)據(jù)，便于判斷儀表故障，方便計量結(jié)算。外夾式超聲波流量計的系統(tǒng)設(shè)有自診斷功能，可對管道中流體狀態(tài)進(jìn)行分析。當(dāng)測量條件滿足工作要求后，能自動恢復(fù)原工作狀態(tài)。儀表性能穩(wěn)定，一般的外夾式流量計準(zhǔn)確度為1%-2%，可以滿足循環(huán)水測量的需要。由換能器和轉(zhuǎn)換器兩部分構(gòu)成。換能器安裝在被測管道的外壁上，無需將管道截斷或流體停流。是一種非接觸式測量，不阻撓管道內(nèi)流體的流動，無壓力損失，無水質(zhì)泄漏，安裝簡單操作方便，量程范圍廣，適合各種口徑的管道。智能度高，儀表維護(hù)量小。

為保證和管道充分接觸，安裝換能器時需要往管道表面均勻的涂一層耦合劑，一般厚度為（2mm-3mm）。將耦合劑內(nèi)的氣泡和顆粒擠出去，使換能器的發(fā)射面緊密貼在管壁上。測量循環(huán)水的流量計多安裝在水井中，環(huán)境潮濕，有時會被水淹，如果選用一般的耦合劑，在短時間內(nèi)便會失效，影響測量準(zhǔn)確度。因此，必須選用特制的防水耦合劑，耦合劑應(yīng)在有效期內(nèi)使用。

外夾式超聲波流量計耦合劑是用來作為探頭與被測材料之間的高頻超聲能量傳遞的。如果選擇種類或使用方法不當(dāng)將有可能造成誤差或耦合標(biāo)志閃爍，無法測值。耦合劑應(yīng)適量使用，涂沫均勻。選擇合適種類的耦合劑是重要的，當(dāng)使用在光滑材料表面時，低粘度的耦合劑（如隨機(jī)配置的耦合劑、輕機(jī)油等）是很合適的。當(dāng)使用在粗糙材料表面，或垂直表面及頂面時，可使用粘度較高的耦合劑（如甘油膏、黃油、潤滑脂等）。各種配方的耦合劑各地均有售。

外夾式超聲波流量計換能器安裝位置對測量準(zhǔn)確度的影響。換能器的安裝有反射式（V型）和直射式（Z型）兩種方式。利用Z法安裝聲速行程短，可增強(qiáng)信號強(qiáng)度。我廠用于測量進(jìn)水的兩臺流量計先后采用了兩種方式進(jìn)行安裝，Z法測量效果明顯優(yōu)于V法。管道參數(shù)設(shè)置準(zhǔn)確與否，與測量準(zhǔn)確度關(guān)系密切。如果管道材質(zhì)及尺寸的設(shè)置與實(shí)際不相符，將使理論管道流通截面積與實(shí)際流通截面積產(chǎn)生誤差，導(dǎo)致最終結(jié)果不準(zhǔn)確。另外，換能器之間的發(fā)射間距是根據(jù)流體（聲速，動力黏度），管道（材質(zhì)和尺寸），換能器的安裝方式（V法或Z法）等各種參數(shù)綜合運(yùn)算的結(jié)果，換能器的安裝距離產(chǎn)生偏差，也會引起大的測量誤差。

外夾式超聲波流量計應(yīng)用于大口徑管道循環(huán)水量的測量具有明顯的優(yōu)越性。因此正確安裝，使用和維護(hù)，才能獲得更好的效果。