衣 粟，张英杰，张国庆，吴 畏，孙洪彬，王培东

（山东省特种设备检验研究院有限公司，山东 济南 250101）

1 概述

在石油、化工及天然气等工业生产中需管道运输气体介质[1]。然而由于管道周围环境与管壁温度不同会产生热交换，致使管道内的气体析出液体产生积液[2-3]，进而使管道气液比变小从而降低输送效率，同时酸性积液会使管道发生电化学反应锈蚀管道，威胁健康的生产过程[4]。因此研究适宜可行的积液测量方法及清管方案对于管道运输系统的安全运行具有重要意义。

目前液位的测量方法主要有电容式、浮子式、磁致伸缩式、雷达液位法及层析成像方法[5]。超声波法相较于上述的方法具有非接触式测量、环境影响小、对于腐蚀性液体的测量寿命长以及测量方便、价格低廉等优势。为此本文提出了基于超声波的管道液位检测方法，并在管道中开展了实验。结果表明，本文提出的方法可以有效检测管道内的积液。

2 超声波液位检测原理

超声波具有穿透能力强、可以在不同介质的分界面产生反射的特点，采用脉冲回波法获取液位信息[6]，通过非接触的方式测量液位。超声波液位检测系统图如图1所示。

超声波液位检测原理为：利用超声波系统驱动超声波传感器产生超声波；超声波经过管道外壁和积液传播并会在积液表面反射被超声波传感器所接收。假定超声波的声速为v，超声波在液体中的传输时间为t，则液位高度可表示为：

图1 超声波测量液位系统图