根據轉換器的安裝方式，超聲波流量計可分為外夾式、管段式和插入式。外夾式超聲波流量計是將換能器連接到外部通道的超聲波流量計。

1、設計選型

外夾式超聲波流量計主要用于測量管外和管道附近的換能器安裝。信號發生通道和信號接收通道是一種比較復雜的轉換器安裝方式，需要合適的設備穿過管道和液體介質，粗略的測量結果并不準確。因此，在選擇傳感器時，必須考慮傳感器的防護等級，海洋石油平臺根據使用環境一般選擇IP56以上，另外，還需考慮傳感器安裝位置的選擇。

閥門、泵和大功率設備應盡量遠離管道安裝，以免外界因素對測量結果產生重大影響。流量計探頭安裝時盡量將探頭安裝在光滑的地方，或在管道安裝位置使用砂紙等拋光劑處理銹跡和瀝青，或使用雙工消除位置不平整。還應采用專用設備用外夾固定超聲波流量計，避免影響流體流量測量的連續性。另外，由于測量管段條件復雜，難以接近和觀察，便攜式流量計可用于提高測量的穩定性和可靠性。

2、實際應用

根據深水油氣田開發設計原則，首先考慮是測量方式可靠，即：①取樣裝置在運行中不會發生機械強度或電氣回路故障而引起事故；②測量儀表無論在正常生產或故障情況下都不會影響生產系統的安全。因此，在高溫高壓下沖蝕較嚴重的場合，不推薦使用結構強度低的靶式、渦輪或插入式流量計。參照此設計原則，南海某油氣田深水開發氣田所選用的為外夾式超聲波流量計。

3、安裝位置

為避免環境等外界因素對外夾式超聲波流量計的測量結果產生重大影響，相關工作人員應連續按標準順序安裝帶支架的開關、探頭等器件。選擇流量計的安裝位置時，要考慮對直管段的要求，原則是前10D后5D，并保證流量計安裝在相對平坦的位置。為確保測量管內沒有異物或氣泡，外夾式超聲波流量計應與管子成45°安裝，最好在水平中心。此外，應確保流量計安裝周圍沒有瀝青、鐵銹等，必要時用砂紙等工具打磨，完成流量計安裝的表面處理。安裝階段分為傳感器安裝和探頭安裝。在安裝轉換器時，要獲得轉換器的型號、類型和距離，必須輸入管道的外徑、壁厚、材質等參數，以便對外夾式超聲波流量計進行綜合分析。

與其他流量計相比，當信噪比低于10∶1時，外夾式超聲波流量計會因強烈的噪聲干擾而影響超聲波信號的傳輸，從而影響測量精度。因此，轉換器安裝的管道可采用氣體耦合進行預處理，減少液體中氣體的排放，減少外界噪聲對超聲波流量計和測量過程的影響。安裝探頭時，應選擇水平位置，將探頭直徑設置在水平或垂直管道兩側45℃以內，然后在安裝位置對管道進行合理研磨。計算探頭安裝距離，注意探頭安裝在一個軸平面上。同時，應監測探頭裝置的防水性能。測量密封探頭周圍可使用硅膠，確保測量結果準確。

4、注意事項

在已知的管道材質和液體中，根據管道壁厚和管徑計算外夾式高速超聲波流量計的安裝距離。應保證距離、流量和管道內徑的誤差分別為+1.0%、+1.0~+2.0%和+2.0%，使測量值與實際值一致。為保證測量值的穩定性，外置超聲波流量計預熱30min，根據流量計和測量管的大小，正確選擇校正系數。為避免影響測量，請確保外接超聲波流量計夾子的超聲波信號線的長度上下游相同。另外，帶外夾的超聲波流量計探頭是保證超聲波信號強度的關鍵。在實際安裝過程中，需要事先確定下一次移動要到達的測量位置，同時移動兩個探頭到達最佳檢測點，確定安裝距離，將設備安裝在其他位置超聲波外部鉗形流量計的部件，以確保外夾式超聲波流量計測量的有效性。

5、使用過程

超聲波流量計測量管道內的流量時，可以充分發揮外夾式超聲波流量計的優點，不適合上下方向的場合，盡量在單層管道上安裝超聲波外夾管流量計，保證測量結果保持在高精度范圍內，保證原始純超聲波信號不產生誤差。

審核編輯：湯梓紅