外夾式超聲流量計換能器的安裝方式一般有V法、Z法，但不論采用哪種安裝方式，必須使換能器處于過(guò)管道軸線(xiàn)的平面。實(shí)際測量過(guò)程中，檢定員往往只能根據經(jīng)驗，通過(guò)目測使換能器處于同一軸平面上，管徑越大，兩個(gè)換能器的相對距離越遠，安裝位置越難以保證，甚至出現測量不到信號的情況。即使換能器偏離管道軸平面能測量到信號，但聲波實(shí)際通過(guò)的路徑會(huì )產(chǎn)生偏差，也會(huì )導致測量結果偏離。為盡可能減小換能器定位帶來(lái)的影響，本文設計了一套便于攜帶、易于現場(chǎng)組裝使用的輔助裝置。
1、輔助裝置的結構
輔助裝置的結構由主尺、卡尺導軌、滑塊、橋板、套筒尺、刻度指示板、軟墊、探頭夾、垂直度測量組件等部件構成，基本結構見(jiàn)圖1。不同長(cháng)度的主尺用于不同范圍管徑的測量，如圖1(a)所示，以1600mm長(cháng)主尺為例，從對稱(chēng)中心起左右兩端300mm處開(kāi)始向兩端刻印毫米刻度?？ǔ吲c主尺相互垂直，刻線(xiàn)為毫米刻度線(xiàn)?；瑝K為主尺和卡尺的連接件，保證主尺和卡尺互相垂直且可相互移動(dòng)，同時(shí)有鎖定機構保持位置。換能器固定支架基本結構如圖1(b)所示，由對稱(chēng)安裝的兩個(gè)L型組件構成，換能器安裝在組件端頭的固定夾中，固定夾可以在其所在帶毫米刻度的軌道上移動(dòng)，兩個(gè)換能器之間的距離可自由設置，便于實(shí)地測量。
2、輔助裝置工作原理
輔助裝置的橫切面示意圖見(jiàn)圖2。輔助裝置的D點(diǎn)和E點(diǎn)是安裝固定卡尺和主尺支架的連接處，因此D點(diǎn)和E點(diǎn)處兩卡尺的夾角均為90°直角。C點(diǎn)為直線(xiàn)DE之間的中心點(diǎn)。A點(diǎn)和B點(diǎn)分別為兩根豎直卡尺在管道上的交點(diǎn)。根據垂徑定理，可知直線(xiàn)AO和直線(xiàn)OB在一條直線(xiàn)上，即直線(xiàn)AB過(guò)圓心O點(diǎn)的中心軸線(xiàn)，A點(diǎn)和B點(diǎn)分別是管道圓的切點(diǎn)。
以V法測量為例(見(jiàn)圖3)，工作時(shí)將輔尺放置于被測管道上，兩側卡尺通過(guò)滑塊移動(dòng)直至卡住管道兩側管壁，讀取主尺讀數。以1600mm主尺為例，被測管徑實(shí)際尺寸=600mm+主尺左側讀數+主尺右側讀數。獲得實(shí)際管徑后，即可知管道半徑，將卡尺調整至對應半徑刻度的位置，此時(shí)，換能器處于過(guò)管道截面中心的直徑線(xiàn)上，其連線(xiàn)與管道的中心軸線(xiàn)平行，調整固定支架上換能器之間的位置即可進(jìn)行測量。
3、輔助裝置技術(shù)參數
測量管徑范圍:(800～2200)mm。
裝置測得值不確定度:U=0.5mm(k=2)。
傳統方法測量管道直徑時(shí)，一般采用鋼卷尺圍測管道周長(cháng)，再反算出直徑，該測得值為管道的平均直徑。大口徑管道由于各種因素的影響，其管道截面并不是絕對的圓形，不同位置的直徑并不一致，例如標稱(chēng)管徑超過(guò)2000mm的管道，其不同位置的外徑差可超過(guò)30mm。而采用傳統測量方法獲得平均直徑后，換能器的安裝位置無(wú)法精確控制，難以安裝在實(shí)際直徑與平均直徑一致的位置，給測量帶來(lái)誤差。輔助裝置結構簡(jiǎn)單、易于操作，使現場(chǎng)檢測人員能夠精確測量管徑大小;測量換能器之間的距離，輔助換能器定位;使兩個(gè)換能器的連線(xiàn)過(guò)管道軸平面;同時(shí)盡可能降低測量過(guò)程中的人為影響，實(shí)用性強，為提升外夾式超聲流量計測量大口徑流量計準確度提供了新的手段。
