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管道軸線的平面。實際測量過程中，檢定員往往只能根據(jù)經(jīng)驗，通過目測使換能器處于同一軸平面上，管徑越大，兩個換能器的相對距離越遠(yuǎn)，安裝位置越難以保證，甚至出現(xiàn)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，但聲波實際通過的路徑會產(chǎn)生偏差，也會導(dǎo)致測量結(jié)果偏離。為盡可能減小換能器定位帶來的影響，本文設(shè)計了一套便于攜帶、易于現(xiàn)場組裝使用的輔助裝置。
1、輔助裝置的結(jié)構(gòu)
輔助裝置的結(jié)構(gòu)由主尺、卡尺導(dǎo)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(gòu)成，基本結(jié)構(gòu)見圖1。不同長度的主尺用于不同范圍管徑的測量，如圖1(a)所示，以1600mm長主尺為例，從對稱中心起左右兩端300mm處開始向兩端刻印毫米刻度。卡尺與主尺相互垂直，刻線為毫米刻度線。滑塊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，同時有鎖定機構(gòu)保持位置。換能器固定支架基本結(jié)構(gòu)如圖1(b)所示，由對稱安裝的兩個L型組件構(gòu)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，兩個換能器之間的距離可自由設(shè)置，便于實地測量。
2、輔助裝置工作原理
輔助裝置的橫切面示意圖見圖2。輔助裝置的D點和E點是安裝固定卡尺和主尺支架的連接處，因此D點和E點處兩卡尺的夾角均為90°直角。C點為直線DE之間的中心點。A點和B點分別為兩根豎直卡尺在管道上的交點。根據(jù)垂徑定理，可知直線AO和直線OB在一條直線上，即直線AB過圓心O點的中心軸線，A點和B點分別是管道圓的切點。
以V法測量為例(見圖3)，工作時將輔尺放置于被測管道上，兩側(cè)卡尺通過滑塊移動直至卡住管道兩側(cè)管壁，讀取主尺讀數(shù)。以1600mm主尺為例，被測管徑實際尺寸=600mm+主尺左側(cè)讀數(shù)+主尺右側(cè)讀數(shù)。獲得實際管徑后，即可知管道半徑，將卡尺調(diào)整至對應(yīng)半徑刻度的位置，此時，換能器處于過管道截面中心的直徑線上，其連線與管道的中心軸線平行，調(diào)整固定支架上換能器之間的位置即可進行測量。
3、輔助裝置技術(shù)參數(shù)
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(tǒng)方法測量管道直徑時，一般采用鋼卷尺圍測管道周長，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(biāo)稱管徑超過2000mm的管道，其不同位置的外徑差可超過30mm。而采用傳統(tǒng)測量方法獲得平均直徑后，換能器的安裝位置無法精確控制，難以安裝在實際直徑與平均直徑一致的位置，給測量帶來誤差。輔助裝置結(jié)構(gòu)簡單、易于操作，使現(xiàn)場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;使兩個換能器的連線過管道軸平面;同時盡可能降低測量過程中的人為影響，實用性強，為提升外夾式超聲流量計測量大口徑流量計準(zhǔn)確度提供了新的手段。
