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怎麼讓超聲波流量計產生數據

發布時間:2022-09-04 22:44:47

⑴ 超聲波流量計原理分類及詳細說明

一、超聲波流量計工作原理: 超聲波在流動的流體中傳播時就載上流體流速的信息。因此通過接收到的超聲波就可以檢測出流體的流速,從而換算成流量。超聲脈沖穿過管道從一個感測器到達另一個感測器,就像一個渡船的船夫在橫渡一條河。當氣體不流動時,聲脈沖以相同的速度(聲速,C)在兩個方向上傳播。如果管道中的氣體有一定流速V(該流速不等於零),則順著流動方向的聲脈沖會傳輸得快些,而逆著流動方向的聲脈沖會傳輸得慢些。這樣,順流傳輸時間tD會短些,而逆流傳輸時間tU會長些。這里所說的長些或短些都是與氣體不流動時的傳輸時間相比而言;根據檢測的方式,可分為傳播速度差法、多普勒法、波束偏移法、雜訊法及相關法等不同類型的超聲波流量計。起聲波流量計是近十幾年來隨著集成電路技術迅速發展才開始應用的一種。

根據對信號檢測的原理,目前超聲波流量計大致可分傳播速度差法(包括:直接時差法、時差法、相位差法、頻差法)波束偏移法、多普勒法、相關法、空間濾波法及雜訊法等類型。其中以雜訊法原理及結構最簡單,便於測量和攜帶,價格便宜但准確度較低,適於在流量測量准確度要求不高的場合使用。

由於直接時差法、時差法、頻差法和相位差法的基本原理都是通過測量超聲波脈沖順流和逆流傳報時速度之差來反映流體的流速的,故又統稱為傳播速度差法。其中頻差法和時差法克服了聲速隨流體溫度變化帶來的誤差,准確度較高,所以被廣泛採用。按照換能器的配置方法不同,傳播速度差撥又分為:Z法(透過法)、V法(反射法)、X法(交叉法)等。

波束偏移法是利用超聲波束在流體中的傳播方向隨流體流速變化而產生偏移來反映流體流速的,低流速時,靈敏度很低適用性不大.

多普勒法是利用聲學多普勒原理,通過測量不均勻流體中散射體散射的超聲波多普勒頻移來確定流體流量的,適用於含懸浮顆粒、氣泡等流體流量測量。

相關法是利用相關技術測量流量,原理上,此法的測量准確度與流體中的聲速無關,因而與流體溫度,濃度等無關,因而測量准確度高,適用范圍廣。但相關器價格貴,線路比較復雜。在微處理機普及應用後,這個缺點可以克服。

雜訊法(聽音法)是利用管道內流體流動時產生的雜訊與流體的流速有關的原理,通過檢測雜訊表示流速或流量值。其方法簡單,設備價格便宜,但准確度低。

以上幾種方法各有特點,應根據被測流體性質.流速分布情況、管路安裝地點以及對測量准確度的要求等因素進行選擇。一般說來由於工業生產中工質的溫度常不能保持恆定,故多採用頻差法及時差法。只有在管徑很大時才採用直接時差法。對換能器安裝方法的選擇原則一般是:當流體沿管軸平行流動時,選用Z法;當流動方向與管鈾不平行或管路安裝地點使換能器安裝間隔受到限制時,採用V法或X法。當流場分布不均勻而表前直管段又較短時,也可採用多聲道(例如雙聲道或四聲道)來克服流速擾動帶來的流量測量誤差。多普勒法適於測量兩相流,可避免常規儀表由懸浮粒或氣泡造成的堵塞、磨損、附著而不能運行的弊病,因而得以迅速發展。隨著工業的發展及節能工作的開展,煤油混合(COM)、煤水泥合(CWM)燃料的輸送和應用以及燃料油加水助燃等節能方法的發展,都為多普勒超聲波流量計應用開辟廣闊前景。

二、構成:超聲波流量計由超聲波換能器、電子線路及流量顯示和累積系統三部分組成。超聲波流量計的電子線路包括發射、接收、信號處理和顯示電路。測得的瞬時流量和累積流量值用數字量或模擬量顯示。超聲波發射換能器將電能轉換為超聲波能量,並將其發射到被測流體中,接收器接收到的超聲波信號,經電子線路放大並轉換為代表流量的電信號供給顯示和積算儀表進行顯示和積算。這樣就實現了流量的檢測和顯示。超聲波流量計常用壓電換能器。它利用壓電材料的壓電效應,採用適出的發射電路把電能加到發射換能器的壓電元件上,使其產生超聲波振勸。超聲波以某一角度射入流體中傳播,然後由接收換能器接收,並經壓電元件變為電能,以便檢測。發射換能器利用壓電元件的逆壓電效應,而接收換能器則是利用壓電效應。

三、優點:超聲波流量計非接觸式儀表,適於測量不易接觸和觀察的流體以及大管徑流量。它與水位計聯動可進行敞開水流的流量測量。使用超聲波流量計,不用在流體中安裝測量元件,故不會改變流體的流動狀態,不產生附加阻力,儀表的安裝及檢修均可不影響生產管線運行因而是一種理想的節能型流量計。多普勒法超聲波流量計可測雙相介質的流量,故可用於下水道及排污水等臟污流的測量。在發電廠中,用攜帶型超聲波流量計測量水輪機進水量、汽輪機循環水量等大管徑流量,比過去的皮脫管流速計方便得多。超聲被流量汁也可用於氣體測量。管徑的適用范圍從2cm到5m,從幾米寬的明渠、暗渠到500m寬的河流都可適用。

四、缺點:主要是可測流體的溫度范圍受超聲波換能鋁及換能器與管道之間的耦合材料耐溫程度的限制,以及高溫下被測流體傳聲速度的原始數據不全。目前我國只能用於測量200℃以下的流體。另外,超聲波流量計的測量線路比一般流量計復雜。這是因為,一般工業計量中液體的流速常常是每秒幾米,而聲波在液體中的傳播速度約為1500m/s左右,被測流體流速(流量)變化帶給聲速的變化量最大也是10-3數量級.若要求測量流速的准確度為1%,則對聲速的測量准確度需為10-5~10-6數量級,因此必須有完善的測量線路才能實現,這也正是超聲波流量計只有在集成電路技術迅速發展的前題下才能得到實際應用的原因。

五、超聲波流量計安裝步驟

安裝超流可按照以下步驟操作:

一:觀察安裝現場管道是否滿足直管段前10D後5D以及離泵30D的距離。(D為管道內直徑)

二:確認管道內流體介質以及是否滿管。

三:確認管道材質以及壁厚(充分考慮到管道內壁結垢厚度)

四:確認管道使用年限,在使用10左右的管道,即使是碳鋼材質,最好也採用插入式安裝。

五:前四步驟完成後可確認使用何種感測器安裝

六:開始向表體輸入參數以確定安裝距離。

七:非常重要:精確測量出安裝距離。

(1) 外夾式可選安裝感測器大概距離,然後不斷調試活動感測器以達到信號和傳輸比

最好的匹配

(2) 插入使用專用工具測量管道上安裝點距離,這個距離很重要,它直接影響表的

實際測量精度,所以最好進行多次測量以求較高精度。

八:安裝感測器——調試信號——做防水——歸整好信號電纜——清理現場線頭等廢棄物 ——安裝結束——驗收簽字

六、超聲波流量計使用中常見問題:
1、 超聲波流量計探頭使用一段時間,會出現不定期的報警。尤其是輸送介質雜質較多時,這種問題會較常見。解決辦法:定期清理探頭(建議一年清理一次)。
2、 超聲波流量計輸送介質含有水等液體雜質時,流量計引壓管容易產生積液,氣溫較低時會出現引壓管凍堵現象,尤其在北方地區冬季較常見。解決辦法:對引壓管進行吹掃或加電伴熱

超聲波在傳播過程中,由於受介質和介質中雜質的阻礙或吸收,其強度會產生衰減。不論是超聲波流量計還是超聲波物位計,對所接受的聲波強度都有一定要求,所以都要對各種衰減進行抑制。

⑵ 如何調整超聲波流量計累計流量

針對超聲波流量計而言,一般間隔6~12 個月進行一次維護即可,具體時間則需要結合實際情況確定。

1、檢查零流量

如果管道中的液體處於靜止狀態,並且附近沒有強振和磁場干擾,則此時表頭會顯示出0,在運行過程中應該將小信號切除,一般流量在滿程流量5 % 以下時就會自動切除。

2、儀表設置

在啟動儀表開始運作之前,應該先完成相關參數的設置,包括:使用單位制、管道直徑、流體類型等。必須要保障全部參數准確輸入後,儀表才可以顯示出具體的流量值。

3、定期校驗

為了確保流量計精度達到規定要求,必須要定期做好校驗工作,一般可以應用攜帶型流量計做比對分析,然後再結合所測數據完成計算,結果符合要求即可。

4、定期維護

針對外貼超聲波流量計而言,在完成安裝後一般不會出現漏水、水壓損失等問題,只需要定期對換能器進行檢查,確保其沒有松動即可,而插入式流量計則需要對其探頭上的水垢或其他雜質進行有效的清理。針對一體式流量計,除了要檢查其與管道的法蘭連接外,還需要控制好現場的濕度、溫度等因素,防止對電子部件造成不良影響。

超聲波流量計的故障處理

1、沒有信號

超聲波流量計沒有信號,一般是因為換能器沒有和主機進行有效的連接。在進行處理時,需要重新進行連接。信號的喪失還可能是因為產生了電源污染,必須要對電源進行凈化才可以解決問題。除了上述原因外,換能器位置出現變化也會導致信號受到影響,需要對其位置進行調整。

2、瞬時流量大於實際值

該故障原因一般是由於換能器聲楔產生故障,需要將換能器進行更換。

3、瞬時流量產生較大波動

出現該故障的原因主要是由於流體遭到干擾,導致其流態出現不穩定等情況或者是主機沒有將阻尼系數設置到規定范圍,使其數值偏小。在對此類故障進行處理時,首先可以對換能器所處位置進行調整。其次,需要將阻尼系數調大。

4、瞬時與累計流量不同

產生此類故障的主要原因一般是主機出現問題,需要通過更換主機來解決故障。

⑶ 求超聲波流量計的測量原理簡介

一、定義
超聲波流量計是通過檢測流體流動對超聲束(或超聲脈沖)的作用以測量流量的儀表。
二、工作原理
超聲波流量計根據對信號檢測的原理可分為傳播速度差法(直接時差法、時差法、相位差法和頻差法)、波束偏移法、多普勒法、互相關法、空間濾法及雜訊法等。
超聲波流量計和電磁流量計一樣,因儀表流通通道未設置任何阻礙件,均屬無阻礙流量計,是適於解決流量測量困難問題的一類流量計,特別在大口徑流量測量方面有較突出的優點,近年來它是發展迅速的流量計之一。
1、時差法
當超聲波束在液體中傳播時,液體的流動將使傳播時間產生微小變化,並且其傳播時間的變化正比於液體的流速,其關系符合下列表達式:
其中
θ為聲束與液體流動方向的夾角
M
為聲束在液體的直線傳播次數
D
為管道內徑
Tup
為聲束在正方向上的傳播時間
Tdown為聲束在逆方向上的傳播時間
ΔT=Tup
–Tdown
設靜止流體中的聲速為c,流體流動的速度為u,傳播距離為L,當聲波與流體流動方向一致時(即順流方向),其傳播速度為c+u;反之,傳播速度為c-u.在相距為L的兩處分別放置兩組超聲波發生器和接收器(T1,R1)和(T2,R2)。當T1順方向,T2逆方向發射超聲波時,超聲波分別到達接收器R1和R2所需要的時間為t1和t2,則
t1=L/(c+u)
t2=L/(c-u)
由於在工業管道中,流體的流速比聲速小的多,即c>>u,因此兩者的時間差為
▽t=t2-t1=2Lu/cc
由此可知,當聲波在流體中的傳播速度c已知時,只要測出時間差▽t即可求出流速u,進而可求出流量Q。利用這個原理進行流量測量的方法稱為時差法。此外還可用相差法、頻差法等。
2、相差法原理
如果超聲波發射器發射連續超聲脈沖或周期較長的脈沖列,則在順流和逆流發射時所接收到的信號之間便要產生相位差▽O,即▽O=w▽t=2wLu/cc
式中,w為超聲波角頻率。當測得▽O時即可求出u,進而求得流量Q。此法用測量相位差▽O代替了測量微小的時差▽t,有利於提高測量精度。但存在著聲速c對測量結果的影響。
3、頻差法原理
為了消除聲速c的影響,常採用頻差法。由前可知,上、下游接收器接受到的超聲波的頻率之差為▽f可用下式表示
▽f=[(c+u)/L]-[(c-u)/L]=2u/L
由此可知,只要測得▽f就可求得流量Q,並且此法與聲速無關。

⑷ 超聲波流量計是用什麼形式傳播信號的 在線等答案

超聲波流量測量是一種非接觸流量測量技術,它通過發射換能器產生超聲波,以一定的方式穿過流動的流體,通過接受換能器轉換成電信號,並經過信號處理反映出流體的流速,該流速乘以管道截面積即可得到體積流量。
所以是用電信號傳播的。我的回答您滿意嗎?

⑸ 超聲波流量計介紹 簡明扼要,你易懂

管段式超聲波流量儀表是以「速度差法」為原理,測量圓管內液體流量的儀表。它採用了先進的多脈沖技術、信號數字化處理技術及糾錯技術,使流量儀表更能適應工業現場的環境,計量更方便、經濟、准確。下面為大家介紹超聲波流量計相關特性供參考。




一、介紹

1、定義

超聲波流量計是通過檢測流體流動對超聲束(或超聲脈沖)的作用以測量流量的儀表。

2、原理

根據對信號檢測的原理超聲流量計可分為傳播速度差法(直接時差法、時差法、相位差法和頻差法)、波束偏移法、多普勒法、互相關法、空間濾法及雜訊法等。

超聲流量計和超聲波流量計一樣,因儀表流通通道未設置任何阻礙件,均屬無阻礙流量計,是適於解決流量測量困難問題的一類流量計,特別在大口徑流量測量方面有較突出的優點,它是發展迅速的一類流量計之一。

超聲波流量計採用時差式測量原理:一個探頭發射信號穿過管壁、介質、另一側管壁後,被另一個探頭接收到,同時,第二個探頭同樣發射信號被第一個探頭接收到,由於受到介質流速的影響,二者存在時間差Δt,根據推算可以得出流速V和時間差Δt之間的換算關系V=(C2/2L)×Δt,進而可以得到流量值Q。




二、優缺點

1、優點

超聲波流量計是一種非接觸式儀表,它既可以測量大管徑的介質流量也可以用於不易接觸和觀察的介質的測量。它的測量准確度很高,幾乎不受被測介質的各種參數的干擾,尤其可以解決其它儀表不能的強腐蝕性、非導電性、放射性及易燃易爆介質的流量測量問題。

2、缺點

現今所存在的缺點主要是可測流體的溫度范圍受超聲波換能鋁及換能器與管道之間的耦合材料耐溫程度的限制,以及高溫下被測流體傳聲速度的原始數據不全。目前我國只能用於測量200℃以下的流體。另外,超聲波流量計的測量線路比一般流量計復雜。這是因為,一般工業計量中液體的流速常常是每秒幾米,而聲波在液體中的傳播速度約為1500m/s左右,被測流體流速(流量)變化帶給聲速的變化量最大也是10-3數量級.若要求測量流速的准確度為1%,則對聲速的測量准確度需為10-5~10-6數量級,因此必須有完善的測量線路才能實現,這也正是超聲波流量計只有在集成電路技術迅速發展的前題下才能得到實際應用的原因。

超聲波流量計由超聲波換能器、電子線路及流量顯示和累積系統三部分組成。超聲波發射換能器將電能轉換為超聲波能量,並將其發射到被測流體中,接收器接收到的超聲波信號,經電子線路放大並轉換為代表流量的電信號供給顯示和積算儀表進行顯示和積算。這樣就實現了流量的檢測和顯示。

超聲波流量計常用壓電換能器。它利用壓電材料的壓電效應,採用適出的發射電路把電能加到發射換能器的壓電元件上,使其產生超聲波振勸。超聲波以某一角度射入流體中傳播,然後由接收換能器接收,並經壓電元件變為電能,以便檢測。發射換能器利用壓電元件的逆壓電效應,而接收換能器則是利用壓電效應。

超聲波流量計換能器的壓電元件常做成圓形薄片,沿厚度振動。薄片直徑超過厚度的10倍,以保證振動的方向性。壓電元件材料多採用鋯鈦酸鉛。為固定壓電元件,使超聲波以合適的角度射入到流體中,需把元件故人聲楔中,構成換能器整體(又稱探頭)。聲楔的材料不僅要求強度高、耐老化,而且要求超聲波經聲楔後能量損失小即透射系數接近1。常用的聲楔材料是有機玻璃,因為它透明,可以觀察到聲楔中壓電元件的組裝情況。另外,某些橡膠、塑料及膠木也可作聲楔材料。




三、特點

◆獨特的信號數字化處理技術,使儀表測量信號更穩定、抗干擾能力強、計量更准確。

◆無機械傳動部件不容易損壞,免維護,壽命長。

◆電路更優化、集成度高、功耗低、可靠性高。

◆智能化標准信號輸出,人機界面友好、多種二次信號輸出,供您任意選擇。

◆管段式小管徑測量經濟又方便,測量精度高。





以上對超聲波流量計做了介紹,現在對超聲波流量計了解了嗎?更多請繼續關注土巴兔裝修網。

⑹ 超聲波流量計的原理是什麼

超聲波在流動的流體中傳播時就載上流體流速的信息。因此通過接收到的超聲波就可以檢測出流體的流速,從而換算成流量。根據檢測的方式,可分為傳播速度差法、多普勒法、波束偏移法、雜訊法及相關法等不同類型的超聲波流量計。超聲波流量計是近十幾年來隨著集成電路技術迅速發展才開始應用的一種。非接觸式儀表,適於測量不易接觸和觀察的流體以及大管徑流量。它與水位計聯動可進行敞開水流的流量測量。使用超聲波流量比不用在流體中安裝測量元件故不會改變流體的流動狀態,不產生附加阻力,儀表的安裝及檢修均可不影響生產管線運行因而是一種理想的節能型流量計。眾所周知,工業流量測量普遍存在著大管徑、大流量測量困難的問題,這是因為一般流量計隨著測量管徑的增大會帶來製造和運輸上的困難,造價提高、能損加大、安裝不僅這個缺點,超聲波流量計均可避免。因為各類超聲波流量計均可管外安裝、非接觸測流,儀表造價基本上與被測管道口徑大小無關,而其它類型的流量計隨著口徑增加,造價大幅度增加,故口徑越大超聲波流量計比相同功能其它類型流量計的功能價格比越優越。被認為是較好的大管徑流量測量儀表,多普勒法超聲波流量計可測雙相介質的流量,故可用於下水道及排污水等臟污流的測量。在發電廠中,用攜帶型超聲波流量計測量水輪機進水量、汽輪機循環水量等大管徑流量,比過去的皮脫管流速計方便得多。超聲被流量汁也可用於氣體測量。管徑的適用范圍從2cm到5m,從幾米寬的明渠、暗渠到500m寬的河流都可適用。另外,超聲測量儀表的流量測量精確度幾乎不受被測流體溫度、壓力、粘度、密度等參數的影響,又可製成非接觸及攜帶型測量儀表,故可解決其它類型儀表所難以測量的強腐蝕性、非導電性、放射性及易燃易爆介質的流量測量問題。另外,鑒於非接觸測量特點,再配以合理的電子線路,一台儀表可適應多種管徑測量和多種流量范圍測量。超聲波流量計的適應能力也是其它儀表不可比擬的。超聲波流量計具有上述一些優點因此它越來越受到重視並且向產品系列化、通用化發展,現已製成不同聲道的標准型、高溫型、防爆型、濕式型儀表以適應不同介質,不同場合和不同管道條件的流量測量。想了解更多相關信息,可以咨詢北京中儀聯眾科技開發有限公司,謝謝!

⑺ 超聲波流量計參數如何設置

可以輸入內徑,也可以輸入外徑,當輸入外徑時,要同時輸入管壁厚度才可以。管道材質類型是指管子的材質。同時還要輸入襯里材質等參數。還有不明白的可以再提問哦。

⑻ 超聲波流量計的工作原理

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超聲波流量計工作原理:
利用超聲波可以透過物體的特性,在流體管道外設置超聲波發送裝置,測量管內流體流速。我們稱這種形式為clampon型流。它主要應用於大口徑管道流量測量,有時需要在管內直接開口安裝超聲波發送裝置,這時稱之為接液式超聲波流量計。

⑼ 超聲流量計的工作原理

根據對信號檢測的原理,超聲流量計可分為傳播速度差法(直接時差法、時差法、相位差法和頻差法)、波束偏移法、多普勒法、互相關法、空間濾法及雜訊法等。

1、時差法:測量順逆傳播時傳播速度不同引起的時差計算被測流體速度。採用兩個聲波發送器(SA和SB)和兩個聲波接收器(RA和RB)。同一聲源的兩組聲波在SA與RA之間和SB與RB之間分別傳送。

2、相位差法:測量順逆傳播時傳播時由於時差引起的相位差計算速度。發送器沿垂直於管道的軸線發送一束聲波,由於流體流動的作用,聲波束向下游偏移一段距離。偏移距離與流速成正比。

3、頻差法:測量順逆傳播時傳播時的聲環頻率差。當超聲波在不均勻流體中傳送時,聲波會產生散射。流體與發送器間有相對運動時,發送的聲波信號和被流體散射後接收到的信號之間會產生多普勒頻移。

特點

(1)超聲流量計可作非接觸測量。夾裝式換能器超聲流量計可無須停流截管安裝,只要在既設管道外部安裝換能器即可。這是超聲流量計在工業用流量儀表中具有的獨特優點,因此可作移動性(即非定點固定安裝)測量,適用於管網流動狀況評估測定。

(2)超聲流量計為無流動阻撓測量,無額外壓力損失。

(3)超聲流量計適用於大型圓形管道和矩形管道,且原理上不受管徑限制,可認為是在無法實現實流校驗的情況下優先考慮的選擇方案。

(4)超聲流量計可測量非導電性液體,在無阻撓流量測量方面是對電磁流量計的一種補充。

以上內容參考:網路-超聲流量計

⑽ 攜帶型超聲波流量計的基本原理

超聲波流量計的基本原理及類型超聲波在流動的流體中傳播時就載上流體流速的信息。因此通過接收到的超聲波就可以檢測出流體的流速,從而換算成流量。根據檢測的方式,可分為傳播速度差法、多普勒法、波束偏移法、雜訊法及相關法等不同類型的超聲波流量計。起聲波流量計是近十幾年來隨著集成電路技術迅速發展才開始應用的一種
非接觸式儀表,適於測量不易接觸和觀察的流體以及大管徑流量。它與水位計聯動可進行敞開水流的流量測量。使用超聲波流量比不用在流體中安裝測量元件故不會改變流體的流動狀態,不產生附加阻力,儀表的安裝及檢修均可不影響生產管線運行因而是一種理想的節能型流量計。
眾所周知,目前的工業流量測量普遍存在著大管徑、大流量測量困難的問題,這是因為一般流量計隨著測量管徑的增大會帶來製造和運輸上的困難,造價提高、能損加大、安裝不僅這些缺點,超聲波流量計均可避免。因為各類超聲波流量計均可管外安裝、非接觸測流,儀表造價基本上與被測管道口徑大小無關,而其它類型的流量計隨著口徑增加,造價大幅度增加,故口徑越大超聲波流量計比相同功能其它類型流量計的功能價格比越優越。被認為是較好的大管徑流量測量儀表,多普勒法超聲波流量計可測雙相介質的流量,故可用於下水道及排污水等臟污流的測量。在發電廠中,用攜帶型超聲波流量計測量水輪機進水量、汽輪機循環水量等大管徑流量,比過去的皮脫管流速計方便得多。超聲被流量汁也可用於氣體測量。管徑的適用范圍從2cm到5m,從幾米寬的明渠、暗渠到500m寬的河流都可適用。
另外,超聲測量儀表的流量測量准確度幾乎不受被測流體溫度、壓力、粘度、密度等參數的影響,又可製成非接觸及攜帶型測量儀表,故可解決其它類型儀表所難以測量的強腐蝕性、非導電性、放射性及易燃易爆介質的流量測量問題。另外,鑒於非接觸測量特點,再配以合理的電子線路,一台儀表可適應多種管徑測量和多種流量范圍測量。超聲波流量計的適應能力也是其它儀表不可比擬的。超聲波流量計具有上述一些優點因此它越來越受到重視並且向產品系列化、通用化發展,現已製成不同聲道的標准型、高溫型、防爆型、濕式型儀表以適應不同介質,不同場合和不同管道條件的流量測量。
超聲波流量計目前所存在的缺點主要是可測流體的溫度范圍受超聲波換能鋁及換能器與管道之間的耦合材料耐溫程度的限制,以及高溫下被測流體傳聲速度的原始數據不全。目前我國只能用於測量200℃以下的流體。另外,超聲波流量計的測量線路比一般流量計復雜。這是因為,一般工業計量中液體的流速常常是每秒幾米,而聲波在液體中的傳播速度約為1500m/s左右,被測流體流速(流量)變化帶給聲速的變化量最大也是10-3數量級.若要求測量流速的准確度為1%,則對聲速的測量准確度需為10-5~10-6數量級,因此必須有完善的測量線路才能實現,這也正是超聲波流量計只有在集成電路技術迅速發展的前題下才能得到實際應用的原因。
超聲波流量計由超聲波換能器、電子線路及流量顯示和累積系統三部分組成。超聲波發射換能器將電能轉換為超聲波能量,並將其發射到被測流體中,接收器接收到的超聲波信號,經電子線路放大並轉換為代表流量的電信號供給顯示和積算儀表進行顯示和積算。這樣就實現了流量的檢測和顯示。
超聲波流量計常用壓電換能器。它利用壓電材料的壓電效應,採用適出的發射電路把電能加到發射換能器的壓電元件上,使其產生超聲波振勸。超聲波以某一角度射入流體中傳播,然後由接收換能器接收,並經壓電元件變為電能,以便檢測。發射換能器利用壓電元件的逆壓電效應,而接收換能器則是利用壓電效應。
超聲波流量計換能器的壓電元件常做成圓形薄片,沿厚度振動。薄片直徑超過厚度的10倍,以保證振動的方向性。壓電元件材料多採用鋯鈦酸鉛。為固定壓電元件,使超聲波以合適的角度射入到流體中,需把元件故人聲楔中,構成換能器整體(又稱探頭)。聲楔的材料不僅要求強度高、耐老化,而且要求超聲波經聲楔後能量損失小即透射系數接近1。常用的聲楔材料是有機玻璃,因為它透明,可以觀察到聲楔中壓電元件的組裝情況。另外,某些橡膠、塑料及膠木也可作聲楔材料。
超聲波流量計的電子線路包括發射、接收、信號處理和顯示電路。測得的瞬時流量和累積流量值用數字量或模擬量顯示。
根據對信號檢測的原理,目前超聲波流量計大致可分傳播速度差法(包括:直接時差法、時差法、相位差法、頻差法)波束偏移法、多普勒法、相關法、空間濾波法及雜訊法等類型,如圖所示。其中以雜訊法原理及結構最簡單,便於測量和攜帶,價格便宜但准確度較低,適於在流量測量准確度要求不高的場合使用。由於直接時差法、時差法、頻差法和相位差法的基本原理都是通過測量超聲波脈沖順流和逆流傳報時速度之差來反映流體的流速的,故又統稱為傳播速度差法。其中頻差法和時差法克服了聲速隨流體溫度變化帶來的誤差,准確度較高,所以被廣泛採用。按照換能器的配置方法不同,傳播速度差撥又分為:Z法(透過法)、V法(反射法)、X法(交叉法)等。波束偏移法是利用超聲波束在流體中的傳播方向隨流體流速變化而產生偏移來反映流體流速的,低流速時,靈敏度很低適用性不大.多普勒法是利用聲學多普勒原理,通過測量不均勻流體中散射體散射的超聲波多普
勒頻移來確定流體流量的,適用於含懸浮顆粒、氣泡等流體流量測量。相關法是利用相關技術測量流量,原理上,此法的測量准確度與流體中的聲速無關,因而與流體溫度,濃度等無關,因而測量准確度高,適用范圍廣。但相關器價格貴,線路比較復雜。在微處理機普及應用後,這個缺點可以克服。雜訊法(聽音法)是利用管道內流體流動時產生的雜訊與流體的流速有關的原理,通過檢測雜訊表示流速或流量值。其方法簡單,設備價格便宜,但准確度低。
以上幾種方法各有特點,應根據被測流體性質.流速分布情況、管路安裝地點以及對測量准確度的要求等因素進行選擇。一般說來由於工業生產中工質的溫度常不能保持恆定,故多採用頻差法及時差法。只有在管徑很大時才採用直接時差法。對換能器安裝方法的選擇原則一般是:當流體沿管軸平行流動時,選用Z法;當流動方向與管鈾不平行或管路安裝地點使換能器安裝間隔受到限制時,採用V法或X法。當流場分布不均勻而表前直管段又較短時,也可採用多聲道(例如雙聲道或四聲道)來克服流速擾動帶來的流量測量誤差。多普勒法適於測量兩相流,可避免常規儀表由懸浮粒或氣泡造成的堵塞、磨損、附著而不能運行的弊病,因而得以迅速發展。隨著工業的發展及節能工作的開展,煤油混合(COM)、煤水泥合(CWM)燃料的輸送和應用以及燃料油加水助燃等節能方法的發展,都為多普勒超聲波流量計應用開辟廣闊前景。
流速: ± 0.5%讀數,視應用而定
可測介質: 所有導聲流體, 且氣泡或固體顆粒的體積含量<10% 攜帶型超聲波流量計主機外殼重量: ~ 3.9kg防護等級: IP54 (根據EN60529)材質:鋁合金,粉末塗層尺寸: (270 x 100 x 180)mm (WxHx D)(不含把手)通道: 2危險區: Zone 2電源: 充電電池(6V/4Ah); 外接電源(100 ~ 240)VAC電池工作時間: >10h顯示: 2 x 16 字元, 點陣, 帶背光工作溫度: -10 ~ 60℃

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