外夹式超声流量计换能器安装定位辅助装置

外夹式超声流量计换能器的安装方式一般有V法、Z法，但不论采用哪种安装方式，必须使换能器处于过管道轴线的平面。实际测量过程中，检定员往往只能根据经验，通过目测使换能器处于同一轴平面上，管径越大，两个换能器的相对距离越远，安装位置越难以保证，甚至出现测量不到信号的情况。即使换能器偏离管道轴平面能测量到信号，但声波实际通过的路径会产生偏差，也会导致测量结果偏离。为尽可能减小换能器定位带来的影响，本文设计了一套便于携带、易于现场组装使用的辅助装置。

1、辅助装置的结构 

辅助装置的结构由主尺、卡尺导轨、滑块、桥板、套筒尺、刻度指示板、软垫、探头夹、垂直度测量组件等部件构成，基本结构见图1。不同长度的主尺用于不同范围管径的测量，如图1(a)所示，以1600mm长主尺为例，从对称中心起左右两端300mm处开始向两端刻印毫米刻度。卡尺与主尺相互垂直，刻线为毫米刻度线。滑块为主尺和卡尺的连接件，保证主尺和卡尺互相垂直且可相互移动，同时有锁定机构保持位置。换能器固定支架基本结构如图1(b)所示，由对称安装的两个L型组件构成，换能器安装在组件端头的固定夹中，固定夹可以在其所在带毫米刻度的轨道上移动，两个换能器之间的距离可自由设置，便于实地测量。

2、辅助装置工作原理 

辅助装置的横切面示意图见图2。辅助装置的D点和E点是安装固定卡尺和主尺支架的连接处，因此D点和E点处两卡尺的夹角均为90°直角。C点为直线DE之间的中心点。A点和B点分别为两根竖直卡尺在管道上的交点。根据垂径定理，可知直线AO和直线OB在一条直线上，即直线AB过圆心O点的中心轴线，A点和B点分别是管道圆的切点。 

以V法测量为例(见图3)，工作时将辅尺放置于被测管道上，两侧卡尺通过滑块移动直至卡住管道两侧管壁，读取主尺读数。以1600mm主尺为例，被测管径实际尺寸=600mm+主尺左侧读数+主尺右侧读数。获得实际管径后，即可知管道半径，将卡尺调整至对应半径刻度的位置，此时，换能器处于过管道截面中心的直径线上，其连线与管道的中心轴线平行，调整固定支架上换能器之间的位置即可进行测量。

3、辅助装置技术参数 

测量管径范围:(800～2200)mm。 

装置测得值不确定度:U=0.5mm(k=2)。

传统方法测量管道直径时，一般采用钢卷尺围测管道周长，再反算出直径，该测得值为管道的平均直径。大口径管道由于各种因素的影响，其管道截面并不是绝对的圆形，不同位置的直径并不一致，例如标称管径超过2000mm的管道，其不同位置的外径差可超过30mm。而采用传统测量方法获得平均直径后，换能器的安装位置无法精确控制，难以安装在实际直径与平均直径一致的位置，给测量带来误差。辅助装置结构简单、易于操作，使现场检测人员能够精确测量管径大小;测量换能器之间的距离，辅助换能器定位;使两个换能器的连线过管道轴平面;同时尽可能降低测量过程中的人为影响，实用性强，为提升外夹式超声流量计测量大口径流量计准确度提供了新的手段。


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