超声波流量计原理分类及详细说明一、超声波流量计工作原理:超声波在流动的流体中传播时就载上流体流速的信息。因此通过接收到的超声波就可以检测出流体的流速从而换算成流量。超声脉冲穿过管道从一个传感器到达另一个传感器就像一个渡船的船夫在横渡一条河。当气体不流动时声脉冲以相同的速度声速C在两个方向上传播。如果管道中的气体有一定流速V该流速不等于零则顺着流动方向的声脉冲会传输得快些而逆着流动方向的声脉冲会传输得慢些。这样顺流传输时间tD会短些而逆流传输时间tU会长些。这里所说的长些或短些都是与气体不流动时的传输时间相比而言根据检验测试的方式可分为传播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪声法及相关法等不一样的超声波流量计。起声波流量计是近十几年来随着集成电路技术快速地发展才开始应用的一种。根据对信号检测的原理目前超声波流量计大致可分传播速度差法包括直接时差法、时差法、相位差法、频差法波束偏移法、多普勒法、相关法、空间滤波法及噪声法等类型。其中以噪声法原理及结构最简单便于测量和携带价格实惠公道但准确度较低适于在流量测量准确度要求不高的场合使用。由于直接时差法、时差法、频差法和相位差法的基础原理都是经过测量超声波脉冲顺流和逆流传报时速度之差来反映流体的流速的故又统称为传播速度差法。其中频差法和时差法克服了声速随流体气温变化带来的误差准确度较高所以被广泛采用。按照换能器的配置方法不同传播速度差拨又分为Z法透过法、V法反射法、X法交叉法等。束偏移法是利用超声波束在流体中的传播方向随流体流速变化而产生偏移来反映流体流速的低流速时灵敏度很低适用性不大多普勒法是利用声学多普勒原理经过测量不均匀流体中散射体散射的超声波多普勒频移来确定流体流量的适用于含悬浮颗粒、气泡等流体流量测量。相关法是利用有关技术测量流量原理上此法的测量准确度与流体中的声速无关因而与流体温度浓度等无关因而测量准确度高适合使用的范围广。但相关器价格贵线路很复杂。在微处理机普及应用后这个缺点可以克服。噪声法听音法是利用管道内流体流动时产生的噪声与流体的流速有关的原理通过检验测试噪声表示流速或流量值。其方法简单设备价格实惠公道但准确度低。以上几种方法各有特点应根据被测流体性质流速分布情况、管路安装地点以及对测量准确度的要求等因素做出合理的选择。一般说来由于工业生产中工质的温度常不能保持恒定故多采用频差法及时差法。只有在管径很大时才采用直接时差法。对换能器安装的步骤的选择原则一般是当流体沿管轴平行流动时选用Z法当流动方向与管铀不平行或管路安装地点使换能器安装间隔受到限制时采用V法或X法。当流场分布不均匀而表前直管段又较短时也可采用多声道例如双声道或四声道来克服流速扰动带来的流量测量误差。多普勒法适于测量两相流可避免常规仪表由悬浮粒或气泡造成的堵塞、磨损、附着而不能运行的弊病因而得以迅速发展。随工业的发展及节能工作的开展煤油混合COM、煤水泥合CWM燃料的输送和应用以及燃料油加水助燃等节能方法的发展都为多普勒超声波流量计应用开辟广阔前景。二、构成超声波流量计由超声波换能器、电子线路及流量显示和累积系统三部分所组成。超声波流量计的电子线路包括发射、接收、信号处理和显示电路。测得的瞬时流量和累积流量值用数字量或模拟量显示。超声波发射换能器将电能转换为超声波能量并将其发射到被测流体中接收器接收到的超声波信号经电子线路放大并转换为代表流量的电信号供给显示和积算仪表进行显示和积算。这样就实现了流量的检测和显示。超声波流量计常用压电换能器。它利用压电材料的压电效应采用适出的发射电路把电能加到发射换能器的压电元件上使其产生超声波振劝。超声波以某一角度射入流体中传播然后由接收换能器接收并经压电元件变为电能以便检测。发射换能器利用压电元件的逆压电效应而接收换能器则是利用压电效应。三、优点超声波流量计非接触式仪表适于测量不易接触和观察的流体以及大管径流量。它与水位计联动可进行敞开水流的流量测量。使用超声波流量计不用在流体中安装测量元件故不会改变流体的流动状态不产生附加阻力仪表的安装及检修均可不影响生产管线运行因而是一种理想的节能型流量计。多普勒法超声波流量计可测双相介质的流量故可用于下水道及排污水等脏污流的测量。在发电厂中用便携式超声波流量计测量水轮机进水量、汽轮机循环水量等大管径流量比过去的皮脱管流速计方便得多。超声被流量汁也可用于气体测量。管径的适合使用的范围从2cm到5m从几米宽的明渠、暗渠到500m宽的河流都可适用。四、缺点主要是可测流体的温度范围受超声波换能铝及换能器与管道之间的耦合材料耐温程度的限制以及高温下被测流体传声速度的原始数据不全。目前我国只能用于测量200以下的流体。另外超声波流量计的测量线路比一般流量计复杂。这是因为普通工业计量中液体的流速常常是每秒几米而声波在液体中的传播速度约为1500ms左右被测流体流速流量变化带给声速的变化量最大也是103数量级若要求测量流速的准确度为1则对声速的测量准确度需为10-510-6数量级因此必须有完善的测量线路才能实现这也正是超声波流量计只有在集成电路技术快速地发展的前题下才能得到实际应用的原因。五、超声波流量计安装的方法安装超流可按照以下步骤操作一观察安装现场管道是不是满足直管段前10D后5D以及离泵30D的距离。D为管道内直径二确认管道内流体介质还有是不是满管。三确认管道材质以及壁厚充分考虑到管道内壁结垢厚度四步骤完成后可确认使用何种传感器安装六开始向表体输入参数以确定安装距离。七很重要精确测量出安装距离。外夹式可选安装传感器大概距离然后不断调试活动传感器以达到信号和传输比最好的匹配插入使用专用工具测量管道上安装点距离这个距离很重要它直接影响表的实际测量精度所以最好进行多次测量以求较高精度。八安装传感器——调试信号——做防水——归整好信号电缆——清理现场线头等废弃物——安装结束——验收签字六、超声波流量计使用中普遍的问题超声波流量计探头使用一段时间会出现不定期的报警。尤其是输送介质杂质较多时这类问题会较常见。处理方法定期清理探头建议一年清理一次。超声波流量计输送介质含有水等液体杂质时流量计引压管易产生积液气温较低时会出现引压管冻堵现象尤其在北方地区冬季较常见。处理方法对引压管进行吹扫或加电伴热超声波在传播过程中由于受介质和介质中杂质的阻碍或吸收其强度会产生衰减。不论是超声波流量计还是超声波物位计对所接受的声波强度都有一定要求所以都要对各种衰减进行抑制。赞同27评论提问者对于答案的评价谢谢你能具体介绍一下时差法里面的直接时差法、时差法、相位差法、频差法吗超声波流量计采用时差式测量原理一个探头发射信号穿过管壁、介质、另一侧管壁后被另一个探头接收到同时第二个探头同样发射信号被第一个探头接收到由于受到介质流速的影响二者存在时间差Δt根据推算能得出流速V和时间差Δt之间的换算关系VC2/2LΔt进而能够获得流量值Q。超声波流量计种类手持式超声波流量计和便携式超声波流量计手持式超声波流量计和便携式超声波流量计直接贴到或直接安装在管道外壁上不受介质影响安装简便快速无需切断工艺管道无需工艺停车并且无压损非常适合于测量腐蚀性 介质和超纯介质。用户只需输入管道和介质参数即可。还可根据状态显示了解应用 情况。因探头及电缆铠装层均为不锈钢材料质地所以适用于苛刻的工业环境。很适合 饮用水、河水、海水、冷却水、热水、工业污水、润滑油、柴油、燃油化工液体的 流量测量 便携式多普勒超声波流量计 多普勒超声波流量计主要用在非满管流量测 量和明渠、水槽流量等的测量及含颗粒气泡比较多的场合。例如污水进口、矿浆、 泥浆、油水混合物、玉米或地瓜发酵后用做酿酒的醪液。与电磁流量计相比在污水 处理厂或造纸厂的应用中由于管道中的杂质太多易引起挂壁从而造成电磁流量计 的电极不能导电一定要经过清理才能继续计量而多普勒式超声波流量计不同挂壁不会 造成它不能测量从而大幅度减少的企业维护 防腐型超声波流量计 防腐型超声波流量 计工作原理为时差式利用超声波信号在流体中的传播速度与流体流速的关系进行测 量。与其它FLUXUS ADM系列的仪表相同防腐型超声波流量计采用DSP数字信号处 理技术和高速采样技术。抗腐蚀耐海水适用于防爆区Zone 防爆超声波流量计防爆超声波流量计采用独特的双uP技术高速采样和自适应信号处理技术通过 FluxData软件传输数据到PC中直观分析测量结果和数据管理。大范围的应用于各种工业 现场中液体的在线流量计量石油化学工业及极具危险性场合 管道式超声波流量计 管道 式超声波流量计利用超声传输时间的方法测量流速无运动部件。超声波在测量管道 内以水流方向传输再被返回通过测得的两束超声波的时间差计算出流速。对介质温 度导电率和污染物不敏感。适用于化工、石化、油品生产、精炼、水及污水处理行 业的所有应用。 气体超声波流量计 气体超声波流量计是精确计量高压气体的理想 解决方案与传统地测量方式相比尤其是大口径测量时大幅度的降低了成本。同时仪表的 量程比很宽可以测到很低的流量。气体超声波流量计仪表内置有流量计算机通过温 压补偿完成标况流量的转换。耐脏耐湿耐磨损应用于天然气管线测量压缩空气、燃 料气、腐蚀性气体、有毒性气体、高纯气体、空分气体、蒸汽 赞同0 评论

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