循环水用超声波流量计

一、 工作原理与技术分类

1. 时差法超声波流量计（主流选型）

• 原理：两个换能器交替发射和接收超声波信号，信号在循环水顺流方向传播时间短、逆流方向传播时间长，通过计算时间差换算水流速度和流量。
• 适配水质：洁净循环水（如中央空调冷冻水、闭式工业冷却水），水中悬浮物、气泡含量低，精度可达 ±0.5% R~±1.0% R。
• 核心特点：测量稳定、抗干扰能力强，适合长期连续运行的循环水系统。

2. 多普勒法超声波流量计（特殊水质专用）

• 原理：换能器发射固定频率的超声波，利用循环水中的悬浮物、气泡等颗粒反射信号，通过检测反射波的频率偏移计算流量。
• 适配水质：含大量悬浮物 / 气泡的循环水（如钢厂浊环水、电厂冲灰循环水），精度为 ±2.0% R~±3.0% R。
• 核心特点：不受介质洁净度影响，但对颗粒浓度有*低要求（需≥50ppm），否则信号会衰减。

3. 类型对比（管段式 vs 外夹式）

二、 循环水工况专属优势

1. 无压损，节能降耗无论是管段式还是外夹式，管道内部均无节流部件，水流阻力与等径管道一致，不会增加循环水泵的额外能耗，长期运行可显著降低系统电费成本，尤其适合大口径循环水主管网。
2. 适配特殊循环水系统不限介质导电率，可测量高纯水循环水（导电率＜5μS/cm），弥补电磁流量计的局限性；多普勒法型号可应对含悬浮物的浊环水，无需担心堵塞或磨损问题。
3. 安装灵活，施工便捷外夹式无需断管、无需停产，1~2 小时即可完成安装，完美解决老旧循环水管网改造 “施工难、停产损失大” 的痛点；管段式安装流程与电磁流量计一致，适合新建管网。
4. 功能集成度高多数型号集成就地显示 + 远传功能，LCD 大屏可直接显示瞬时流量、累计流量、信号强度；支持 4-20mA/RS485 信号输出，对接 DCS/PLC 系统；部分外夹式型号采用锂电池供电，续航可达 2~3 年，适合户外无电源场景。

三、 选型关键要点（循环水场景针对性配置）

1. 按水质选原理
   • 常规洁净循环水（冷冻水、闭式冷却水）：选时差法，优先管段式（精度高）或外夹式（安装灵活）；
   • 含悬浮物 / 气泡的浊环水：选多普勒法外夹式，避免接触介质导致的堵塞；
   • 高纯水循环水：选时差法管段式，信号传输稳定，精度优于外夹式。
2. 按管径与安装条件选型
   • 大口径主管网（DN≥300）：外夹式优先（成本低、安装快），管径 DN1000 以上采用Z 法安装（信号沿管道轴向传播，减少衰减）；
   • 中口径支管（DN50~DN300）：管段式或外夹式均可，新建管网选管段式，改造管网选外夹式；
   • 小口径支管（DN25~DN50）：选小管径专用时差法管段式，测量精度更稳定。
3. 按环境与功能选型
   • 户外安装：选防护等级≥IP67 的型号，加装防雨防晒罩；冬季低温环境选带伴热接口的型号，防止换能器冻裂；
   • 防爆环境（化工车间循环水）：选Ex d Ⅱ BT4 防爆型，适配易燃易爆场景；
   • 就地监控需求：选带高亮背光显示屏的型号，支持单位切换（m³/h、t/h）和累计流量清零密码保护；
   • 远传需求：选带 4-20mA/RS485 双输出的型号，兼容主流控制系统。

四、 安装规范（循环水系统核心注意事项）

1. 管段式超声波流量计安装要求

• 安装位置：优先水平安装，换能器需与水流方向对齐；垂直安装时保证循环水自下而上流动，确保满管运行；
• 直管段要求：上游≥10DN，下游≥5DN，避开泵出口、弯头、阀门等流场扰动区域；
• 法兰连接：流量计与管道法兰同轴度偏差≤0.5°，密封垫片不得伸入测量管内部，防止破坏流场。

2. 外夹式超声波流量计安装要求

• 安装位置：选管道平直段，距离扰动区域≥10DN；优先安装在水平管道侧面，避开顶部积气、底部积垢区域；远离强电磁干扰源（变频器、电机），间距≥2m；
• 管道预处理：清理外壁铁锈、油漆、保温层，打磨出光滑平整区域（面积≥换能器 2 倍）；非金属管道需加装金属衬片，增强信号反射；
• 换能器安装：小管径（DN25~300）用V 法，大管径（DN300 以上）用Z 法；均匀涂抹专用耦合剂，夹具固定牢固，避免松动导致信号漂移。

五、 日常维护与故障排查

1. 维护要点（循环水场景专属措施）

• 管段式维护：每年校准一次换能器灵敏度；每半年检查法兰连接处是否泄漏，清理测量管内壁的轻微结垢；
• 外夹式维护：每月擦拭探头表面灰尘、水垢；每季度检查夹具紧固情况；每半年重新涂抹耦合剂，高温循环水（＞60℃）需选用耐高温耦合剂；
• 冬季防护：户外安装的流量计加装保温层，伴热带温度设置为 50~60℃，防止循环水结冰损坏仪表。

2. 循环水场景常见故障处理

六、 适用场景与局限性

*佳适用场景

• 老旧循环水管网流量改造（外夹式）；
• 大口径循环水主管网长期计量（管段式 / 外夹式）；
• 高纯水循环冷却系统（时差法管段式）；
• 含悬浮物的浊环水系统（多普勒法外夹式）。

局限性

• 外夹式精度受管道条件影响，不适合贸易结算级高精度计量；
• 时差法对水中气泡、悬浮物敏感，含量过高会导致信号衰减；
• 相比电磁流量计，超声波流量计对安装环境和调试技术要求更高。