淺析耦合劑在外夾式超聲波流量計(jì)應(yīng)用中的作用

外夾式超聲波流量計(jì)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(jì)應(yīng)用于測量液體流速對(duì)雙向聲波信號(hào)的影響。它的兩個(gè)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(shí)，從T1到T2的聲波信號(hào)傳送時(shí)間與從T2到T1的傳送時(shí)間相同;當(dāng)流體流動(dòng)時(shí)，上游換能器T1向下游換能器T2發(fā)射一個(gè)信號(hào)，同時(shí)下游也向上游發(fā)射信號(hào)，而流體流速作用于聲波信號(hào)，將加快從上游到下游方向的信號(hào)速度，同時(shí)減慢從下游到上游方向的信號(hào)速度，兩個(gè)信號(hào)之間產(chǎn)生了時(shí)間差，由此求得液體的流速，再與圓管的流通截面積相乘，計(jì)算出流量。

外夾式超聲波流量計(jì)采用智能型計(jì)算器，大容量的數(shù)據(jù)記錄儀，有200KB到1MB的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，可以儲(chǔ)流量測量的歷史數(shù)據(jù)，便于判斷儀表故障，方便計(jì)量結(jié)算。外夾式超聲波流量計(jì)的系統(tǒng)設(shè)有自診斷功能，可對(duì)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(dòng)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(jì)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?cái)嗷蛄黧w停流。是一種非接觸式測量，不阻撓管道內(nèi)流體的流動(dòng)，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(shí)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(jì)多安裝在水井中，環(huán)境潮濕，有時(shí)會(huì)被水淹，如果選用一般的耦合劑，在短時(shí)間內(nèi)便會(huì)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(jì)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(shí)，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(shí)，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(jì)換能器安裝位置對(duì)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(hào)強(qiáng)度。我廠用于測量進(jìn)水的兩臺(tái)流量計(jì)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(dòng)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(huì)引起大的測量誤差。

外夾式超聲波流量計(jì)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。