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超声波流量计气泡多时,声信号会中断

超声波流量计气泡多时,声信号会中断
作者:云获客 来源: 技术分享 22 次浏览

超声波流量计的声脉冲被大量气泡散射后,接收端收不到完整信号,测量会中断,探头松动造成的无信号并不一阵一阵出现。

超声波流量计气泡多时,声信号会中断

超声波流量计靠声脉冲穿过液体,比较顺流和逆流的传播时间,或接收反射波来计算流速。声从发射探头到接收探头,必须有连续的液体作为通路。气泡的声阻抗和液体差得很大,声波打在气泡上会散射、衰减。气泡多到把声路切断时,接收端收不到完整脉冲,转换器判定信号中断,输出保持原值、掉到零或报故障。

气泡把声路切断

气泡少时,只是信号质量下降,示值偶发跳动,多数脉冲仍能到达。气泡增加到声路上始终夹着气团,有效脉冲数降到门槛以下,测量就中断,不再是偶尔跳一下。所以“气泡多”对应的是中断,不是一个还能用的稳定偏差。把信号质量指示和输出一起看,质量掉到极限的同时输出中断,才符合气泡切断声路的过程。

气泡的来源决定中断的节奏。泵入口漏气、填料吸入空气、液体接近沸点发生气蚀、搅拌把液面气体卷进去,都会一阵一阵地送出气团。声信号也一阵一阵地断,和泵的负荷、液位高低同步。液位高、泵入口压力足够时信号恢复,液位一低又断。这种同步是气泡的特征,仪表本身并没有时好时坏地损坏。

外夹式探头装在管道顶部,气团正好沿顶部流动,声路首当其冲。改到管道侧面,气泡仍走顶部,声路穿过的是液体,信号可以恢复。这能说明中断来自气团的位置,不是探头或转换器损坏。装在顶部时中断、改到侧面就连续,应把安装角度留在侧面,而不是提高发射能量去硬穿气团。能量加大,散射仍在。

液体里均匀分散的微小气泡和顶部聚集的大气团不完全一样。微小气泡使整段声路衰减增加,信号整体变弱,中断更持续。大气团是间歇挡住声路,中断一阵一阵。排气、消泡或提高吸入口压力以后,两种都会好转。若排气后信号质量立刻回升,就可以确认是气体,不是探头老化。

探头松动不会一阵断

耦合剂干涸、探头与管壁离开、两只探头轴向错位,也会收不到信号。这种中断是持续的,和泵的负荷、液位、温度没有关系,排气也不会恢复。重新涂耦合剂、把探头压紧并找准间距,信号应回来,而且在气泡并不多的时候就能够回来。气泡多时,探头明明贴紧,信号仍按气团的节奏中断。贴紧与否用手和信号是否持续就能分开。

固体颗粒同样会散射声波。颗粒浓度稳定时,信号质量稳定地变差,输出往往还能维持,只是波动变大。除非浓度高到声路几乎被挡住,否则不会像气团那样突然中断又突然恢复。介质含固量没有变、只是泵开始抽空时才中断,应先查气体。含固量升高的同时信号变差,才去考虑颗粒。

管道不满时,声路穿过的是气液界面甚至纯气体,信号也会中断。这和满管里夹带气泡相似,但液位是整体不足。流量计装在管道高点、上坡段,容易不满。装在低点仍中断,管内又是满的,就不是安装高点造成的空管,而是满管介质里的气泡。看安装位置和排气后的变化,能把不满管和夹气分开。

转换器增益调得过低,信号余量不足,稍有衰减就判中断,气泡并不需要很多。适当提高增益以前,应先确认探头贴紧、管道满、没有明显抽空。增益提高后,少量气泡下能维持测量,大量气泡仍会中断,因为散射不是靠增益能完全补回来的。不要把增益拧到头去掩盖抽空,抽空本身会损坏泵。

超声波流量计气泡多时,声信号会中断,中断的节奏往往跟着漏气、气蚀或卷气走。探头松动和耦合剂干涸造成的是持续无信号,固体颗粒更多是稳定地使信号变差。排气或把声路从管顶改到侧面后恢复,就可以把气泡和其他中断原因分开。

下游阀门开度很小、压力降到接近沸点时,阀门前就会析出气体,声路里突然出现气泡,信号在这个工况才中断。阀门开大、背压提高后,气体重新溶入或消失,信号恢复。这容易被当成阀门干扰了仪表。实际上是压力降低制造了气泡。提高背压后中断消失,就不是直管段或探头的问题。