㈠ 超声波流量计的应用与故障处理
一、超声波流量计的测量原理
超声波流量计是一种非接触式流量计。工作原理是:超声波在流体中传播时其传播速度要受到流体流速的影响,通过测量超声波在流体中传播速度可以检测出流体的流速而换算出流量来。以使用最广泛的时差法超声波流量计为例,当超声波在流体中传播时顺流方向超声波的传播速度会增大、逆流方向则减小,即同一传播距离就有不同的传播时间,再利用传播速度之差与被测流体流速之关系求取流速而换算出流量。即当超声波束在管道内水介质流动方向上的“上游传感器”与“下流传感器”之间传播时,水的流动会使超声波束的传播时间相对于静态传播产生一个微小变化,并且这个传播时间的变化与水的流速成正比,这就是时差式超声波流量计的测量原理。其关系的理论表达式如下式:
V=MD/sin2θ×△T/TupTdown
式中,M—为超声波束在水中的直线传播次数
θ—为超声波束与水流动方向的夹角
Tup—为超声波束在正方向上的传播时间(由上游传感器到下游传感器间的传播时间)
Tdown—为超声波束在逆方向上的传播时间(由下游传感器到上游传感器间的传播时间)
△T= Tup—Tdown
二、超声波流量计的特点
超声波流量计基于微处理技术,大多采用集成电路及低电压宽脉冲发射技术而设计的。在测量技术上,为取得更高的分辨率和更大的测量范围,多使用0.1ns超高分辨率时间测量线路。它专门用于液体介质测量特别是水的测量。其显著特点是:精度等级为±1.0%,可在不停产状态下带压安装,主机既可安装于值控室还可输出电流、脉冲等标准信号并可利用RS232或RS485接口通讯进行计量数据远程传送。该流量计具有高可靠性、低功耗、抗干扰、安装维护方便等优点。
三、超声波流量计的基本构造与主要安装方式
1、超声波流量计的构造
超声波流量计一般可分现场传感器(即探头),传输电缆,显示主机三大部分。其传感器有外夹式、插入式、法蓝式(即管段式),显示主机分固定式、便携式,而便携式主机可配备外夹式传感器对固定在线运行的超声波流量计进行比对(现场校准)且安装十分简便。
2、超声波流量计测量点的确定
超声波流量计需先选取一个适宜的测量点,然后把测量点的水管参数输入流量计中,最后将传感器(即探头)安装在水管上。
⑴测量点的一般要求
超声波流量计的测量点要求需在一定长度的直管段上,即选择水流分布均匀的管段,以减少测量误差。
⑵测量点的选取原则
⑴测量点宜选择距上游(水流来方向)10倍管径长度、距下游(水流去方向)5倍管径长度的均匀直管段(即上、下游阀门在该长度以外,或水管的拐点在该长度之外)。
⑵该直管段的材质要均匀无疤、裂痕以利于超声波传输。
⑶该直管段的内壁应无水垢(若略有水垢有条件时可用蒸汽或高压水吹扫)。
⑷该直管段要充满水(无论垂直或水平管段)。
3、超声波流量计传感器的分类及主要安装方式
超声波流量计传感器的安装质量直接关乎水流量测量的准确性、可信度和运行可靠性。
⑴超声波流量计传感器(探头)的分类
常用的超声波流量计传感器按安装方式有如下三种:
外夹式传感器—安装时需将管外壁的拟安装位置打磨光滑后用耦合剂将传感器(探头)贴于管外壁再用专用夹紧装置固定。该方式能方便地在管外进行水流量测量,也适合便携式。缺点是易因耦合剂的处置不当引起信号接收状态恶变而影响测量的稳定性。
插入式传感器—安装时用钻孔工具在不停产状态下将传感器(探头)插入管路中。优点是能在水管内壁结垢或水中带气情况下实现稳定可靠的测量。
管段式传感器—安装时需要切开选定的直管段,采用法蓝联接。产品已经过专门出厂标定,好处是传感器可以不停产进行维修,特点是测量准确度高。
⑵超声波流量计传感器(探头)的安装
超声波流量计传感器(探头)的安装位置一般选择两个传感器(探头)管轴在输水管道的管轴水平方向上或与管轴水平面成45度夹角。
超声波流量计传感器(探头)的安装方式有Z、V、N、W方式。其中N、W方式适用于管径为50mm以下的输水管道,因使用难度和性价比较高而很少应用。常用方式有两种:
a、“V”方式安装
“V”式安装是标准的安装方法,可测管径范围为25mm—400mm。安装传感器(探头)时须注意上下游两传感器(探头)水平对齐,使其中心连线与输水管道轴线水平一致。
b、“Z”方式安装
“Z”式安装一般适用于输水管道粗或水介质不很洁净或管道内壁有水垢而使“V”式安装信号失真状况。一般说来,300mm以上管径的输水管道选用“Z”式安装较适宜,“Z”式安装的可测管径范围通常在100mm—600mm。安装传感器(探头)时须注意上下游两传感器(探头)与输水管道轴线在同一平面内,且上游传感器(探头)在低位、上游传感器(探头)在高位。(示意图见说明书)
⑶超声波流量计传感器探头的安装检查
a、主要检查传感器(即探头)的安装位置是否适宜。
b、与水管外壁的结合是否光滑紧密。
c、通过主机检查信号强度和信号质量,观察传感器是否能够接收到使主机正常工作的超声波信号。
4、超声波流量计的调试
⑴按流量计要求输入管道参数,并记录。
⑵对上下游传感器(即探头)的安装位置、间距、管道接合度进行调整,将上下游两个方向上接收的信号强度调整至最强(信号强度越大则测量值越稳定、可信度越大,越能长时可靠运行)。
四、超声波流量计计量数据的远传与共享
技术人员通常通过PC机或其他通信设备实现超声波流量计的通信,用适当的串行口电缆将超声波流量计的标准串行口与上位机串口联接起来,用软件在上位机上发出预先设置的命令,就可使流量计发出相关的应答信号。
技术人员使用超声波流量计的标识码作为网络地址码,使用相应命令集作为通信协议,使用流量计的电流环及其OCT输出来控制步进式(或模拟式)电磁阀的开度,继电器输出可控制其他设备的上下电,既可实现数据采集又可实现远程控制(数据的传送硬件在较近距离时使用RS232或RS485接口通讯,在较长距离时采用电流环或无线传输),通过以太网将流量计数据传入企业网实现公司内相关二级单位的数据共享。并实现了水计量的实时监控状态。
五、超声波流量计使用中的常见故障与处理
1、故障现象:瞬时流量计波动大。
⑴故障原因:信号强度波动大;本身测量流体波动大。
⑵处理对策:调整好探头位置,提高信号强度(保持在3%以上)保证信号强度稳定,如本身流体波动大,则位置不好,重新选点,确保前10D后5D的工况要求。
2、故障现象:外夹式流量计信号低。
⑴故障原因:管径过大或管道结垢严重或安装方式不对。
⑵处理对策:对管径过大、结垢严重者采用插入式探头;重新选择安装方式。
3、故障现象:插入式探头使用一段时间后信号降低。
⑴故障原因:可能探头发生偏移或探头表面水垢厚。
⑵处理对策:重新调整探头位置,清冼探头发射面。
4、故障现象:开机无显示。
⑴故障原因:电源属性与仪表额定值不对应或保险丝烧断。
⑵处理对策:检查电源属性是否与仪表的额定值相对应,保险丝是否烧断。如以上问题无则通知厂家专业人员处理。
5、故障现象:开机后仪表仅有背光而无任何字符显示。
⑴故障原因:一般为程序芯片失。⑵处理对策:通知厂家专业人员处理。
6、故障现象:仪表在现场强干扰下无法使用。
⑴故障原因:供电电源波动范围较大或周围有变频器或强磁场干扰或接地线不正确。
⑵处理对策:给仪表提供稳定的供电电源;或将仪表安装远离变频器和强磁场干扰;或规范设置接地线。
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㈡ 超声波流量计调试步骤
超声波流量计调试步骤如下:
操作环境:超声波流量计1个等。
1、按MENU键再按55键,显示电流环输出模式选择界面。
㈢ 报警探头输出的信号怎么没有电压电流特性是怎样的
把问题的顺序调一下会比较好回答。
2、选用t-40-16,r-40-16型号的超声波探头,一个是发射,一个是接收。
1、出来的是电压信号.
原因:
超声波发生器内部结构有两个压电晶片和一个共振板。当它的两极外加脉冲信号,其频率等于压电晶片的固有振荡频时,压电晶片将会发生共振,并带动共振板振动,便产生超声波。反之,如果两电极间未外加电压,当共振板接收到超声波本时,将压迫压电晶片作振动,将机械能转换为电信号,就成为超声波接收器。在超声探测电路中,发射端得到输出脉冲为一系列方波,其宽度为发射超声的时间间隔,被测物距离越大,脉冲宽度越大,输出脉冲个数与被测距离成正比。
超声测距大致有以下方法:
①
取输出脉冲的平均值电压,该电压
(其幅值基本固定
)与距离成正比,测量电压即可测得距离;
②
测量输出脉冲的宽度,即发射超声波与接收超声波的时间间隔
t,故被测距离为
s=1/2vt。
㈣ 如何快速解决超声波液位计的常见问题
超声波液位计在使用过程中难免会出现各种问题,常见的小问题,稍微维修一下就能恢复正常,大问题,修复不了的就只能进行部分更换或者换新。至于说,如何快速解决超声波液位计的常见问题,对于一个经验较丰富的维修工程师来说,也不能给出确切答案,只能是根据具体问题,采取对应的解决方案,只不过有些比较简单,有些比较复杂。
一些简单的常见问题可以通过调试和校准来快速解决
1.问题:屏幕无显示、探头无声响
处理办法:检查电源是否正常
2.问题:屏幕错误信息ERR01
处理办法:检查探头的连接是否正常
3.问题:面板无显示但探头有声响
处理办法:检查液晶屏连接是否正常
4.问题:键盘按键无效
处理办法:检查键盘连接是否正常
5.问题:仪表和上位机不能通信
处理办法:检查接线、ID、通信速率、通信协议是否正确
6.问题:仪表近距离测量正常,远端测量异常
处理办法:首先检查安装是否正常,然后检查参数设置是否合理
7.问题:开机后仪表仅有背光,无任何字符显示
解决方法:开机后仪表仅有背光,无其他任何字符显示此情况一般为程序芯片失,建议把仪器发回原厂进行处理。
8.问题:仪表出现近端死锁
处理办法:检查是否是工况的真实反应,检查参数是否合理
9.问题:屏幕错误信息ERR02
处理办法:探头与变送器的ID不一致,通过按键将ID设置一致
10.问题:仪表运行一段时间后测量严重异常
处理办法:检查仪表是否挂料并及时清理
11.问题:瞬时流量值波动大
解决方法:瞬时流量值波动大表现为信号强度波动大和本身测量流体波动大两方面。解决方法是调整好探头位置,提高信号强度(保持在3%以上)保证信号强度稳定,如本身流体波动大,则位置不好,重
新选点,确保前10D后5D的工况要求。
12.问题:仪表在现场强干扰下无法使用
解决方法:仪表在现场强干扰下无法使用是由于供电电源波动范围较大,周围有变频器或强磁场干扰,接地线不正确。给仪表提供稳定的供电电源,仪表安装远离变频器和强磁场干扰,有良好的接地线。
13.问题:超声波液位计探头凝结露珠怎么处理?
大多数超声波液位计的探头表面自带清洁功能,露珠一般很少能凝结的。在探头表面涂抹润滑剂可以避免露珠的出现。倾斜安装,利用重力消除露珠。
14.问题:继电器工作异常
处理办法:检查继电器设置是否符合要求
15.问题:仪表显示正常,但输出信号电流异常
处理办法:检查接线是否正确,电流负载阻抗是否满足要求,中控室模块是否配置正常
还有一些复杂的问题比如超声波液位计开机无显示,就需要对各个可能出现的部分进行检测和排查。检查接线是否正确,电源是否供上。电压是否符合要求。液面和超声波换能器(即探头)间有无障碍物,阻断声波的发射与回收。液面是否变化太快,表面有无气泡或翻滚波动。液位计探头安装是否垂直,如果倾斜,则回波偏离法线,致使仪表无法收到。液位计安装时,探头和容器壁是否太近,如果液位稍有不平稳,使容器壁回波和直达波之间的声程差异较小,产生干扰叠加现象,从而使仪表指示不准。仪表安装架有否振动。没有液面,或者液面太高,进入盲区,致使仪表没有回波信号。
对于超声波液位计出现的一些常规问题,尽量用自带的自诊断功能进行问题查找,然后根据问题提示,进行相应程序的修复或者部件维修;对于不熟悉的问题,尽量不要直接对液位计进行修改或者拆卸,以防不当操作造成损坏或者不安全事故发生。好了,以上就是要跟大家分享的快速解决超声波液位计问题的方法,赶快来参与讨论吧!
㈤ 超声波金属焊接故障分析
在超声波金属焊接过程中,焊头发热是一个常见的现象。正常情况下,当焊头不接触工件,仅发射超声波半小时以上,其温度应在50-70℃范围内。如果发热过高,可能表明焊头已损坏或材料存在问题,需要及时更换。
啸叫是另一个需要关注的故障信号。可能的原因包括安装螺丝松动、焊头出现裂纹,或者焊头与非接触物接触。为解决这个问题,应逐一检查这些因素,并确保焊头安装牢固。
当发生器发出过载警报时,首先进行空载测试。如果工作电流正常,可能是焊头接触错误或者焊接参数设置有误。若空载测试异常,要检查焊头是否有裂纹,安装是否稳固。接着,拆下焊头并单独测试,排除换能器和变幅杆的故障。若排除这些后问题依旧,可能是声能原件内部变化导致,可以通过手触摸感知,如表面不平滑或有气泡,需进一步排查。
最后,如果正常工作时,换能器输入波形出现尖峰或异常,可能是发生器或声能元件本身的问题。此时,可以替换其他元件进行测试,以确定故障源。
超声波金属焊接是利用超声频率的机械振动能量,连接同种金属或异种金属的一种特殊方法.金属在进行超声波焊接时,既不向工件输送电流,也不向工件施以高温热源,只是在静压力之下,将框框振动能量转变为工作间的摩擦功、形变能及有限的温升.接头间的冶金结合是母材不发生熔化的情况下实现的一种固态焊接.因此它有效地克服了电阻焊接时所产生的飞溅和氧化等现象.超声金属焊机能对铜、银、铝、镍等有色金属的细丝或薄片材料进行单点焊接、多点焊接和短条状焊接.可广泛应用于可控硅引线、熔断器片、电器引线、锂电池极片、极耳的焊接
㈥ 超声波过载是什么原因
超声波过载的原因主要有以下几点:
电流偏大:当超声波设备的空载电流超过正常范围时,可能会导致超声波过载。电流偏大可能是由于电源不稳定、设备内部电路故障或负载不匹配等原因造成的。
振动子裂:振动子是超声波设备中的关键部件,负责产生超声波振动。如果振动子出现裂纹或损坏,其振动效率会下降,从而导致超声波过载。
模具裂:超声波设备通常配备有模具,用于将超声波能量传递到工件上。如果模具出现裂纹或损坏,同样会导致超声波能量传递不畅,进而引发过载现象。此时,可以尝试更换模具,如果过载问题得到解决,则说明是模具的问题;如果问题依旧,则可能是机器存在其他故障。
综上所述,超声波过载的原因主要包括电流偏大、振动子裂和模具裂等。在实际应用中,应根据具体情况进行排查和修复。