固定安裝在管道上的串接式超聲波流量計能對連續(xù)的流動過程進(jìn)行測定，并具有精度高、無需維護(hù)和與雷諾系數(shù)無關(guān)等特點。這種流量計配置的選擇種類如下。

1)法蘭或焊接連接

該儀器采用法蘭或焊接連接方式以串聯(lián)形式嵌人整體的管道系統(tǒng)中(見圖5.12)。應(yīng)用范圍從飲料和供暖管道到原油管道。

2)標(biāo)準(zhǔn)的雙聲道測量

圖5.13是在管道中雙并行測量聲道的位置示意圖。這種離管道中心有一定間距的聲道配置使測量結(jié)果與雷諾系數(shù)完全無關(guān)，并且無論是層流還是紊流的流速分布都能達(dá)到近似相同的測量結(jié)果。但是，當(dāng)流速分布形狀產(chǎn)生非對稱的畸變時，雙通道測量方法的測量精度明顯變差。因此，在流量計前需采用入口引導(dǎo)管道使流速分布趨于軸向?qū)ΨQ。

3)可在運行工況條件下更換超聲波傳感器的結(jié)構(gòu)

傳感器安放在全焊接的傳感器外殼內(nèi)，殼內(nèi)面向管道固定有一塊能透過超聲波的窗口材料。這樣，在運行條件下能方便地更換傳感器(見圖5.14)。

4)測量管道的標(biāo)稱口徑和測量范圍

該儀器有從DN25到DN3000的標(biāo)稱直徑可供選擇。它們能精確測量在1m³/h～100000m³/h范圍內(nèi)的流量。

3000mm的流量計要在現(xiàn)場進(jìn)行標(biāo)定后才能使用。但是，這樣大的儀器不能采用濕標(biāo)定方法。標(biāo)定的參數(shù)必須由傳感器間距和管道的內(nèi)徑通過計算得出。這樣，測量精度(示值相對誤差)能達(dá)到2%。

5)大量程的測量

經(jīng)過對水的精確標(biāo)定，這種結(jié)構(gòu)的超聲波流量計能達(dá)到足夠高的精度和較大的測量量程1:35(見圖5.15)。它可替代量程小、長期運行穩(wěn)定性差和由于磨損使使用壽命縮短的壓差式流量計。

通常，按照廠商規(guī)定，被測介質(zhì)溫度能允許達(dá)到150℃～200℃在石化領(lǐng)域內(nèi)許多管道中，介質(zhì)溫度超過500℃或壓力可達(dá)150MPa，這時，用戶應(yīng)按要求選擇特制產(chǎn)品。

6)溫度和壓力分別達(dá)到500℃和150MPa的時差式超聲波流量計

該流量計的工作原理同上。為了在高溫環(huán)境下保護(hù)壓電傳感器和限制壓力作用，不能僅采用傳感器前幾毫米厚的窗口材料(見圖5.14)。因此，傳感器可前置過渡桿加以保護(hù)(見圖5.16)。

超聲波信號經(jīng)過過渡桿向流體發(fā)送和接收。壓電傳感器可遠(yuǎn)離很熱的測量管道，以便能避免壓電元件過熱損壞。過渡桿的安裝表面和管道都能承受150MPa的壓力。各廠商生產(chǎn)的過渡桿的結(jié)構(gòu)都各不相同。整體過渡桿通過特殊的外部造型使超聲波聚集在過渡桿內(nèi)傳播，而不能向外傳播。另一種結(jié)構(gòu)是采用多根細(xì)金屬棒扎成過渡桿，這也能達(dá)到同樣的效果。

超聲波脈沖通過過渡桿所需的附加時間由測量變送器在確定T1和T2時間時自動給予補償。

低溫的管壁會使被測介質(zhì)凝固或結(jié)晶，這時可使用帶有加熱外殼的流量計(見圖5. 17)。