夹持式流量计的测量原理、特点及应用分析

作者：Luci，Verhoeve，Thomas

在流程自动化行业中，时间就是金钱，考虑到这一点，夹持式流量计将是流量计量的发展方向之一。它适用于不允许出现停机并且要求立即工作的特定场合。 对于负责安装的操作人员，这意味着传感器的安装必须简单明了，不要求使用特殊工具，并且动手前不需要任何培训。针对这一实际情况，KROHNE公司开发了安装极其简便的OPTISONIC 6300超声波流量计。

夹持技术

夹持式超声波流量计上市已有很长时间，无需中断流程即可进行测量，为流量的测量提供了一种便利的方法。除了具有诸如无压力损耗、非损伤性和易维护等优点外，夹持式流量计适应性强，成本低廉，因此经常作为一种灵活的流量计量方法使用。

但是，根据实际应用我们了解到，到目前为止要使用夹持式流量计获得准确可靠的流量计量结果，仍可能存在问题。这是因为其准确度很大程度上依赖于用户是否准确输入管道和介质参数。管道以及介质参数的不准确必然造成流量计量结果的可靠性和准确度降低。不同管道和衬里材料、理想和非理想的流态、温度变化以及上游的干扰也可大大降低夹持式流量计的性能。

在现场操作中，夹持式超声波流量计安装的地方有许多管道和介质参数为不确定因素，造成很大的不确定性，甚至连操作员都无法发现。

要降低夹持式流量计不确定性的首要一点就是了解不正确的管道和介质参数设置造成的影响。这些参数设置在使用夹持技术的工作中经常被忽视。用户很大程度上只重视获得计量结果，而不管方法有多么笨拙或不准确。

因此当要求进行精确的流量计量时，目前和将来明智的选择是管道式流量计。

使用新的夹持式流量计能够在任何场合下进行流量测试，并且安装极为简便 发展历程

在早期超声波流量仪表的计量中，成功的计量常常取决于应用场合中的各种因素，例如管道、介质类型和介质中杂质类型（例如气泡或固体）。 多年来，KROHNE公司取得了长足的发展和改进，尤其是在管道流量计方面，使得超声波流量计可以广泛地应用在多种场合中，并且性能更佳。换而言之，KROHNE公司生产的超声波流量计已经最大限度地独立于所使用的应用场合，并能取得较高的精确度。对于创新的管道式三声道超声波流量计来说尤其如此，因为它甚至使流量测量独立于液体的流态。这类仪表是世界上准确度最好的仪表之一，它可适应各种应用情况。然而至今为止，已经上市的夹持式流量计却未能达到这一标准，因此夹持技术仍然是一种非校准技术，各种影响因素造成了其不确定性。

为了提高夹持式流量计的性能，KROHNE公司开发了新型的OPTISONIC 6300 夹持式流量计来提高其可靠性。通过全新的设计概念，OPTISONIC 6300提供了一种集成于电子线路中的质量指标，可使测量的不确定性降到最低。调整探头的位置时，转换器的显示面板上会出现柱形图来显示实时信号质量。通过这一出色的工具，每位用户都能轻松地优化夹持式流量计的性能，使测量质量提高到100%。

在调节探头的位置时，柱形统计图直接显示信号的质量 过去几年里，流程自动化行业的用户对设备的要求是操作简便，而如今用户要求设备在所有阶段均使用方便，包括安装、操作、维护和校准等方面。

夹持式流量计使用的便利性，需要依靠仪表的两个方面： 电子部分和机械部分。目前市场上所使用的电子设备在能力和所提供信息量方面都过剩了。但是对于人机界面的操作方法以及软件如何为用户提供指导从而达到方便地使用方面，仍有很大距离。

夹持式流量计的机械部分的简易性是最重要和关键的部分，这个问题以前没有得到很好地解决。

KROHNE是第一家处理简易性问题取得令人满意成果的超声波流量计制造商。

夹持式流量计的新设计所面临的一个挑战就是增加夹持结构，从而达到工业现场牢固性的最高水平。另外即时启动以及灵活性也得到了重视。

坚固耐用的工业夹持结构

由于OPTISONIC 6300传感器经过了专门的设计测试，其夹持技术甚至可以应对苛刻的操作条件。首先，传感器和转换器完全不受天气影响。所有转换器均为本安型的，以便在非危险以及危险环境中使用夹持式流量计。为了避免铺设电缆的危险和其他棘手情况的出现，一根独特的工业电缆是机械以及电子部分之间的唯一连接。 超声波信号的传输通过带有镀金连接器的工业同轴电缆得到保证。尘土、侵蚀性气体、日光或外部损伤被一个设计良好的保护盖挡在了外面。OPTISONIC 6300 的盖子有多种用处，不仅可用作保护，还可减少维护的需要，也可以保护转换器和管道之间的耦合剂，从而延长维修周期。

以上所述功能使OPTISONIC 6300成为用户的首选，不仅如此，用户在今后的数年里将会对其更为青睐。

在实际生产中，夹持式流量计耦合剂的定期添加不是一件大多数操作者愿意去做的工作。转换器的人工操作以及繁琐的重新定位常常造成零件的损坏或损耗，流量的测量也将受到影响。而OPTISONIC 6300的维护就简单多了，取下保护盖后，整个轨道，包括转换器都可以通过按钮解锁。轨道可以提起并转到一侧。这样就可以看到转换器的接触面了。只需将新的耦合剂添加到这些面上，并将轨道退回管中即可。

灵活的系统配置

OPTISONIC 6300有三种不同的传感器类型可供选择，可以用来测量管径从DN15到DN4000范围的管道。另外还有两种不同类型可用于具有从- 50～200℃的温度扩展的应用系统。

任何管道材料，不管是否有衬里，均可使用同一种传感器，并且其被测管道壁厚高达75mm。选择的传感器可以处理不同的测量模式：V模式、W模式和Z模式。

一个转换器可以接受三个传感器的信号，OPTISONIC 6300的灵活性甚至更广。在实际运用中，这可能意味着用户可以在管路上游以及下游分别安装一个传感器进行流量计量。

结论

在现场使用KROHNE公司的OPTISONIC 6300意味着连续性以及长期的可靠性。可随时随地进行流量计量，并且启动也非常迅速。另外，新型的OPTISONIC 6300 夹持式流量计通过其坚固耐用的工业构造以及添加耦合剂的方法为方便的操作提供了革命性的解决方案。

通过提供简单的安装说明，以及电子安装向导程序，操作员会得到每个步骤的指导，在不到15分钟的时间内即可完成安装。

夹持式流量计的测量原理

选好了安装的地点，并了解了管道和介质的参数后，第一步是将金属带安入一种独特的专利技术基座，将金属带绕在管道上并将金属带的另一头安入基座。出厂时轨道结构中已经预安装了两个探头。然后轨道就可以立即固定到管道上。将机械和电子部分之间的单根电缆连接，然后OPTISONIC 6300可以通电。友好的操作系统即可以识别初次安装，从而直接进入安装向导界面。仪表使用更为智能，更为方便；只要滑动一个探头，系统就将协助优化流量的计量。

责任编辑：gt