㈠ 超聲波流量計
超聲波是可以測量氣體的,應用超聲波原理測量流量始於1928年,而進入實用階段約在20世紀70年代,但仍限於測量液體。用於測量氣體流量約在90年代,至今不到10年。由於氣體超聲波流量計具有許多傳統流量計(孔板、渦輪、渦街……等)無法相比的突出優點,在天然氣流量計量領域中,它猶如一顆耀眼的新星,備受國內外工程技術界的關注。
從發展趨勢來看,由於超聲波流量計具有精確度高、性能穩定可靠、量程比大、管道中無檢測件等特點,在工程應用及國際貿易中,大有後來居上取代傳統流量儀表的趨勢。目前,美國、英國、荷蘭、德國、加拿大、俄羅斯等10餘個國家已批准它為天然氣貿易輸送系統的計量儀表。
從測量的介質來分,氣體超聲波流量計對氣體的壓力都有要求,在一定得壓力范圍內,導聲的氣體是都可以測量的。
值得注意的是,目前國內的氣體超聲波技術水平還不行,氣體超聲波全部是進口產品,國產只是測量導聲,溫度在160度以下的潔凈液體。
我的郵箱:[email protected];歡迎來信共同探討超聲波流量計
㈡ 超聲波流量計的安裝介紹
時差式超聲波流量計是當今世界上具競爭力的流量測量手段,其測量線精度高於1.0%。由於工業現場特別是管路周圍環境的多樣性,因此,怎樣根據特定的環境安裝調試超聲波流量計,就成了超聲波流量測量領域的一個重要課題,本規程詳解了超聲波流量計的安裝細節,從而進一步完整體現了超聲波流量計的精度、可靠性和穩定性的優勢,大大降低日後的維護工作甚至免維護。 超聲波流量計在安裝之前應了解現場情況,包括:
1.安裝感測器處距主機距離為多少;
2.管道材質、管壁厚度及管徑;
3.管道年限;
4.流體類型、是否含有雜質、氣泡以及是否滿管;
5.流體溫度;
6.安裝現場是否有干擾源(如變頻、強磁場等);
7.主機安放處四季溫度;
8.使用的電源電壓是否穩定;
9.是否需要遠傳信號及種類;
根據以上提供的現場情況,廠家可針對現場情況進行配置,必要情況下也可特製機型。 選擇安裝管段對測試精度影響很大,所選管段應避開干擾和渦流這兩種對測量精度影響較大的情況,一般選擇管段應滿足下列條件:
1、避免在水泵、大功率電台、變頻,即有強磁場和震動干擾處安裝機器;
2、選擇管材應均勻緻密,易於超聲波傳輸的管段;
3、要有足夠長的直管段,安裝點上游直管段必須要大於10D(註:D=直徑),下游要大於5D;
4、安裝點上游距水泵應有30D距離;
5、流體應充滿管道;
6、管道周圍要有足夠的空間便於現場人員操作,地下管道需做測試井,測試井如下: 超聲波流量計一般有兩種探頭安裝方式,即Z法和V法。
但是,當D < 200mm而現場情況為下列條件之一者,也可採用Z法安裝:
1、當被測量流體濁度高,用V法測量收不到信號或信號很弱時;
2、當管道內壁有襯里時;
3、當管道使用年限太長且內壁結垢嚴重時;
對於管道條件較好者,即使D稍大於200mm,為了提高測量精度,也可採用V法安裝。 1、將管道參數輸入儀表,選擇探頭安裝方式,得出安裝距離;
2、在水平管道上,一般應選擇管道的中部,避開頂部和底部(頂部可能含有氣泡、底部可能有沉澱);
3、V法安裝:先確定一個點,按安裝距離在水平位置量出另一個點。
Z法安裝:先確定一個點,按安裝距離在水平位置量出另一個點,然後測出此點在管道另一側的對稱點。 確定探頭位置之後,在兩安裝點±100mm范圍內,使用角磨砂輪機、銼、砂紙等工具將管道打磨至光亮平滑無蝕坑。
要求:光澤均勻,無起伏不平,手感光滑圓潤。需要特別注意,打磨點要求與原管道有同樣的弧度,切忌將安裝點打磨成平面,用酒精或汽油等將此范圍擦凈,以利於探頭粘接。 探頭與儀表接線
探頭(感測器)
探頭根據實際測量管道可分三種:
S型感測器(15~100mm)
M型感測器(50~700mm)
L型感測器(300~6000mm) 接完線後把探頭內部用硅膠注滿,放置半小時,然後用硅膠和卡具把探頭固定到打磨好的管道上(注意探頭方向,引線端向外),然後觀察儀表的信號強度、良度與傳輸時間比,如發現不好,則細微調整探頭位置,直到儀表的信號達到規定的范圍之內:
(信號強度:一般應大於6.5,少數可根據現場具體情況另定。)
(信號良度:低峰值一般為7~14,高峰值一般為25~80。)
(傳輸時間比:在100±4范圍之內,此值必須穩定。) 儀表信號調整好以後,用所配卡具將探頭固定好,注意不要使鋼絲繩傾斜,以免拉動探頭,使探頭移位,再用硅膠將探頭與管道接觸的四周封住。此膠凝固大約需一天時間,在未乾之前必須注意探頭防水。(信號線的外屏蔽線必須可靠接地)。
超聲波流量計主要技術指標: 插入式超聲波流量計 管段式超聲波流量計 外加式超聲波流量計 管徑范圍(mm) DN80-4000 DN20-2000 DN20-4000 流速范圍(m/s) 01~12 准確度(%) 單聲道 雙聲道 三聲道 單聲道 雙聲道 三聲道 5 0 0 5 0(校正0.5) 5 5 測量介質 飲用水、河水、海水、地下水、冷卻水、高溫水、污水、潤滑油、柴油、燃油、化工液體、其他均質流體 管道材質 金屬(如碳鋼、鑄鐵、不銹鋼、鋁等)非金屬材質(如PVC,有機玻璃等) 管襯材質 玻璃鋼、沙漿、橡膠等 信號輸出 1、4-20mA:阻抗小於800Ω,光電隔離,准確度0.1%。
2、累計脈沖輸出:光電隔離,無源開路輸出,傳輸距離小於500m。
3、RS-485:光電隔離,波特率可選擇,傳輸距離大於1.6Km.
4、列印機:RS-232串口模式。列印機為選配件。
5、M-BUS. 鍵 盤 2×8漢字鍵盤 顯示器 2×10漢字顯示或英文顯示 測量功能 顯示瞬時流量、瞬時流速、正累計流量、負累計流量、凈累計流量、累計運行時間、瞬時供熱量、累計共熱量、斷電時間等。 數據存貯 可存貯前720小時,前365天,前36個月和前十年的測量數據,包括瞬時流量、累計流量、斷電時間等。 環境溫度 轉換器:-10~45℃(特殊環境請說明)
感測器:-40~+60℃(常溫型)
-40~+160℃(高溫型) 感測器材質 不銹鋼和陶瓷 不銹鋼和普通碳鋼 常溫型為尼龍高溫型為合金鋁 感測器承壓能力 管內部分壓力小於4.5MPa DN20~700mm小於2.5MPa
DN800~2000mm小於1.6MPa 與管道內壓力無關建議不浸水工作 感測器防護等級 IP68 轉換器防護等級 壁掛式轉換器:IP65 盤裝式轉換器:IP52 一體式轉換器:IP67 防爆等級 EXdⅡBT6 感測器電纜長度 < 500m < 500m < 300m 感測器電纜型號 專用電纜SEYV-75-2(直徑7mm),越短越好,減少干擾,也可以加長到300m若長要加粗電纜 工作電源 AC220V, DC12~36V 0.8A (可選) 轉換器外形尺寸 壁掛式:213×185×107mm 盤裝式:160×80×250mm 一體式:185×140×100mm 感測器外形尺寸 220×ø20(桿部)×ø50(連接部)mm 見管段感測器數據表 60×40×35mm 轉換器重量 壁掛式:1.2Kg盤裝式:0.8Kg 一體式:1.4Kg 感測器重量 7Kg/支 見管段感測器數據表 2Kg/支 熱量測量功能 測量供熱量、熱損耗、入口溫度、出口溫度 安裝超聲波流量計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。
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 包括:測量流動通道6,被測量的流體通過其中流動;超聲波換能器8和9,分別設置在沿測量流動通道6彼此相對的上游端和下游端;上游孔眼11和下游孔眼12,用於使超聲波換能器8和9暴露於該測量流動通道6;第一流體抑制器15,至少鄰近下游孔眼12,用於減少被測量的流體流入孔眼12;第二流體抑制器16,被設置在測量流動通道6的上游端並相對於孔眼11和12,用於減少被測量的流體流入孔眼11和12;測量控制部件19,用於測量超聲波換能器8和9之間的超聲波的傳播時間;及計算部件20,用於根據該測量控制部件19的信號計算流量。為下游孔眼12設置的第一流體抑制器15包括具有至少一個超聲波傳輸孔22的孔眼密封部件21。因此,有可能穩定超聲波換能器之間的流體,以便增強超聲波的接收水平,從而提高測量精度和對流量測量的上限值,並減少對於超聲波換能器的驅動輸入。
㈢ 超聲波流量計有什麼優點
超聲波流量計介紹
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。
㈣ 什麼是超聲波流量計
北京海瑞拓儀表有限公司的固定壁掛式(標准型)超聲波流量計
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結構緊湊、堅固、國際先進的壓鑄鋁機殼
重量 2.5Kg
電源 AC220V、DC24V 兩用
產品質量好