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超聲波流(liu)量計的原理(lǐ)及選型
  • 發布(bù)日期:2025-12-07      浏覽次(ci)數:2307
    • 超聲波流(liú)量計的原理(li)及選型插入(ru)式超聲流量(liàng)計:可不停産(chǎn)🥰安裝和維護(hu)。采用陶瓷傳(chuan)感器,使用我(wǒ)公司鑽孔裝(zhuang)置進行不停(tíng)産安裝。一般(ban)爲單聲道測(cè)量,爲了提😘高(gāo)測量準确度(du),可選擇💋三聲(sheng)道。管段式超(chao)聲流量計:需(xu)切開管路安(an)裝,但以後的(de)維護可不停(ting)産🙇‍♀️。可選擇單(dān)聲道或三聲(sheng)道傳感器。外(wai)夾♌式超聲流(liu)量計:能夠完(wán)成固定和移(yí)動測量👌。采用(yòng)耦合劑(室溫(wen)固化的矽橡(xiang)膠或高溫長(zhǎng)鏈聚合油脂(zhi))安裝,安裝時(shí)不損壞管路(lù)。便攜式超聲(sheng)流量計:便攜(xié)使用,内置可(ke)充電锂電池(chí)🆚,适合移動測(cè)量,配接磁性(xing)傳感器。手持(chí)式🔴超聲流量(liàng)計:體積小,重(zhòng)量輕,内置可(kě)充電锂電池(chi),手持使用,配(pèi)接磁性傳感(gǎn)器。防爆型超(chao)聲流量計:用(yòng)于☔爆炸🈚性環(huan)境液體流量(liang)測量,爲防爆(bào)兼本安型。即(jí)轉換器爲防(fáng)爆型,傳感器(qì)爲本質安全(quan)型。流量測量(liang)系統:由多台(tái)超聲流量計(jì)和系統主站(zhan)組成。适于多(duo)條🔴管路的集(ji)中測量。超聲(sheng)熱量計:用于(yú)供熱系統的(de)熱量測量。電(dian)池供電型超(chao)聲流量計:采(cai)用一☀️節锂電(diàn)池供電的一(yi)體式超聲流(liu)量計。适于無(wú)市電供應的(de)測量場合,一(yī)節電池可使(shǐ)用十年,具有(yǒu)多種測量功(gong)能。系列明渠(qu)流量計,用于(yú)液體明渠流(liú)量測💁量,測量(liang)傳感器可采(cai)用超聲速度(dù)傳感器、帕氏(shi)㊙️槽、P-B槽、三角堰(yan)、矩形堰和全(quán)寬堰,并采用(yòng)超聲液🏃🏻位測(cè)量。該系統明(ming)渠🌈流❌量計測(cè)量準确、可靠(kao)。采用超聲速(su)度傳感器時(shí),可測量大型(xing)渠道或涵洞(dòng)的液體流量(liang)。堰槽式明渠(qú)流量計:可💁使(shǐ)用帕氏槽、P-B槽(cao)、三角堰、矩形(xing)堰、全寬堰進(jin)行明渠流量(liang)☀️測量,液位傳(chuan)感器采用超(chāo)聲傳感器。超(chao)聲式明渠流(liu)量🌈計:采用🐅超(chao)聲傳感器測(cè)量流速及液(ye)位。測量準确(que)度高,适于大(da)型渠道和涵(hán)洞的流量測(cè)量♍。根據測量(liang)準确度要求(qiu),超聲速度測(ce)量⛹🏻‍♀️可選擇單(dan)聲道、雙聲道(dao)和三聲道。超(chāo)聲式明渠流(liú)📞量計:采用🤞超(chāo)聲🌈傳感器測(cè)量流速及液(ye)位。測量準确(què)度高,适于大(dà)型渠道和涵(hán)洞的流量測(cè)量。根據測量(liàng)準确度要求(qiu),超聲速度測(ce)量可選擇單(dan)聲🈲道、雙聲道(dao)和三聲道。超(chao)聲❌波流量計(jì)一般不🌈作結(jie)算計量儀表(biao)使用,對于現(xian)場💰計量點損(sun)壞生産不能(neng)停機更換,又(you)需要檢測參(can)數指導生産(chan)的情況也往(wǎng)往用到超聲(shēng)波流量計。超(chao)聲🈲波流量計(ji)zui大☀️優勢是用(yòng)于大口徑流(liú)量測量(管徑(jìng)大于2米),即使(shǐ)有些結算😄用(yòng)計量點,經過(guò)使用雙方認(ren)可,選用精度(du)高的超聲波(bo)流量計,可以(yi)節約成本,并(bìng)減😘少維🔆護量(liàng)。超聲波流量(liang)計的選型及(ji)應用摘要超(chāo)聲波流量計(jì)是一種利用(yong)超聲波脈沖(chòng)來測量流體(tǐ)流🏃‍♀️量的速度(du)式流量儀表(biao),它從80年代開(kai)始進入我國(guo)工🚶‍♀️業生産和(he)計量領域,并(bing)在90年代得到(dào)迅速發展🙇‍♀️。文(wen)章對我佃國(guo)♊内市場上出(chu)現了各類超(chāo)🏃🏻聲波流量進(jin)行⛹🏻‍♀️了深入研(yan)究分析,結合(he)多年的實際(jì)應用經驗,系(xì)統🌈闡述了👌超(chao)聲波流量計(jì)的分類🤞方法(fa);從儀表性能(néng)、被測介質經(jīng)濟性,實用性(xing)等方面總結(jié)了選用超聲(sheng)波流量的原(yuan)則,并對應用(yong)中如何選位(wei)、安裝、維護提(tí)出具體建議(yì),爲用戶合理(lǐ)選擇和應用(yòng)超聲波流量(liàng)計💜提供了一(yi)💋些可以借鑒(jiàn)🔱的經驗和方(fāng)法。關鍵詞超(chāo)聲🍓流量計;換(huàn)能器;時差🧑🏾‍🤝‍🧑🏼式(shi);安裝方式 近(jin)幾年來,随着(zhe)電子技術、數(shù)字技術的發(fā)展,利用超聲(shēng)㊙️波脈沖測量(liàng)流體流量的(de)技術發展很(hen)快🚶,基于不同(tóng)原理🔅,适用于(yu)不同場合的(de)各種型式的(de)超聲波流量(liàng)計得到了廣(guǎng)泛應用,同時(shi)也很快,對廣(guǎng)大用戶🤟提出(chu)如何認識超(chāo)聲波流量計(jì)、怎樣選擇合(he)适的類型,使(shi)用中應注意(yi)些什麽問題(ti)等一系列㊙️問(wèn)題,本文綜合(hé)國内超聲波(bo)流量計目前(qian)的發展情況(kuang)及🏃‍♂️多年應用(yong)的實踐,對上(shàng)述📧問題進行(hang)了些探讨。1超(chāo)聲波流量計(ji)的分類 超聲(sheng)波流量計的(de)各類很多,依(yī)照不同的分(fen)類方法,可以(yi)分🧑🏾‍🤝‍🧑🏼爲不同類(lèi)型的超聲波(bō)流量計。 1.1多譜(pu)勒式超聲波(bo)流🐇量計 換能(neng)🐆器1發射頻率(lü)爲f1的超聲波(bo)信号,經過管(guǎn)👈道内液🏃🏻‍♂️體中(zhōng)的懸浮顆粒(li)或🔅氣泡後,頻(pin)率發生偏移(yi),以🌈f2的頻率反(fan)射到換能器(qì)2,這就是多譜(pu)勒将就,f2與f1之(zhī)差即爲多譜(pu)勒頻差fd。 當管(guan)道條件、換能(neng)器安裝位置(zhì)、發射頻率、聲(shēng)速确定以後(hou),c、f1、θ即爲常數,流(liu)體流速和多(duo)譜勒頻移成(cheng)正比,通過測(cè)量頻移就可(kě)得到流體流(liú)速,進而🔴求得(de)流體流量。 1.2時(shí)差式超聲波(bō)流量計 時差(chà)式超聲波流(liu)♻️量計是利用(yòng)聲波在流體(tǐ)中順流傳播(bō)和逆流傳播(bō)的時🐆間差與(yǔ)流體流速成(cheng)正比這一原(yuan)理❌來測量流(liú)體流量的。 2區(qū)别 根據超聲(shēng)波流量計使(shi)用場合不同(tong),可🐉以♻️分爲固(gu)定式超聲波(bō)流量計和便(bian)攜式超聲波(bo)流量計2.1這兩(liang)👅類🔱超聲波流(liu)量計的主要(yào)區别(1)适用的(de)🍉場合不同 固(gù)定式超聲波(bō)流量計用于(yu)安裝在某一(yī)固定位置,對(duì)某一特定管(guan)道内流體的(de)流量進行長(zhǎng)期不間斷的(de)計量;便攜式(shì)超聲波流😄量(liàng)計具有很大(dà)的機動性,主(zhǔ)要用于對不(bu)同管道的流(liu)體流量作臨(lín)時性測量。(2)供(gòng)電方式不同(tong) 固定式超聲(shēng)波流量✏️計要(yào)求長期連續(xù)運行,所以要(yao)使用220V交流電(dian)源,便攜式超(chāo)聲波流量計(ji)既可以使用(yong)現場㊙️的交流(liú)電源,也備有(you)内置充電電(diàn)池,可以連續(xù)工作5~10h[小時],大(dà)大方便了不(bú)同😄場合臨時(shi)性流量測量(liàng)的需要。(3)部分(fèn)功能不同 因(yin)定式超聲波(bo)流量計,通常(chang)都有4-20mA信号輸(shū)出等功能,供(gòng)遠傳顯示使(shǐ)用,但其内部(bu)隻能存貯一(yī)📧條管道的參(cān)數;便攜式超(chao)聲波流量計(ji)隻是爲了現(xian)場🆚查看當時(shí)流量和短時(shí)間内的累計(ji)流量,故一般(bān)無輸出信号(hào)功能,但爲了(le)方便測量不(bu)同管道流量(liang),它具有豐富(fù)的貯存功能(neng),可🔞以同時存(cún)貯數十條不(bu)同管道的參(can)數,供随時調(diao)出使用。2.2換能(neng)器供電方式(shi)不🈲同 可以分(fèn)爲外貼式、插(chā)入式、管段式(shì)三種超聲波(bō)流量計。(1)外貼(tie)式 外貼式超(chāo)聲波流量計(jì)是生産zui早,用(yong)戶zui熟悉且應(ying)⭕用zui廣泛的超(chāo)聲波流量計(ji),安裝換能器(qi)無需管道斷(duan)流,即貼即用(yong),它充分體現(xian)了超聲波流(liú)量🔞計安裝簡(jiǎn)單、使用方便(biàn)的特點。(2)管段(duan)式 某些管道(dào)因材質疏、導(dǎo)聲不良,或者(zhe)鏽蝕嚴重,襯(chen)裏和管道内(nèi)空間有間隙(xi)等原因,導緻(zhì)超聲波信号(hao)衰減嚴重,用(yòng)外📱貼式超聲(shēng)波流量計無(wú)法正常測量(liàng),所以産生了(le)管🏃🏻段式超聲(sheng)波流量計。管(guan)段式超聲♋波(bo)流量計把換(huan)能器和測量(liàng)管組成一體(tǐ),解決了外貼(tiē)式流量計在(zài)測🧑🏾‍🤝‍🧑🏼量中的一(yi)個難題。而且(qie)測量精度也(ye)比其它超聲(sheng)波流量計要(yào)高,但同時也(ye)犧牲了外貼(tie)式超聲波流(liú)量🚶‍♀️計不斷流(liú)安裝這一優(yōu)點,要求切開(kai)管道安裝換(huan)能器。(3)插入式(shì) 插入式超聲(shēng)波流量計介(jie)于上述二者(zhě)中間。在安裝(zhuang)上可以不斷(duan)流,利用專門(mén)工具在有水(shui)的管道上打(dǎ)孔,把換能器(qi)插入管道🎯内(nèi),完成安裝。由(you)于換能器在(zài)管道内,其信(xin)号的發♍射、接(jie)受隻經過被(bei)測介質,而不(bú)經過管壁和(hé)襯裏,所以其(qi)測量不受管(guǎn)質和管襯材(cai)料限制。3超聲(sheng)波流量計的(de)選型 超聲波(bo)流量計除上(shàng)述各種類型(xíng)外,近年來又(you)出現了采用(yòng)數字化電路(lu)的數字式超(chāo)聲波流量計(ji),把換能器和(he)轉🧑🏽‍🤝‍🧑🏻換器做在(zài)一起的一體(tǐ)式超聲波流(liu)量計,等等。面(mian)對衆多類型(xíng)的超聲波流(liu)量計,用戶要(yào)根據實際情(qíng)況和測量需(xū)要合理🏃🏻‍♂️選型(xing)。3.1多譜勒式超(chāo)聲波流量計(ji) 隻能用于測(cè)量含有适量(liang)能反射超聲(shēng)波信号的顆(kē)粒或氣泡的(de)流體,如工🈲廠(chǎng)排放液、未處(chù)理的污水、雜(zá)志🔞含量穩定(dìng)的工廠過程(chéng)液☁️等。要注意(yi)它對被測介(jiè)質要求比🐆較(jiao)苛刻,即不能(néng)是潔淨🙇🏻水,同(tong)時雜技含量(liang)要相對穩定(ding),才可以正常(cháng)測量,而且不(bú)同廠家的儀(yí)表✏️性能及對(dui)被測廠家的(de)要求也不一(yi)樣🆚。選🔞擇此類(lèi)超聲波流量(liàng)計即要對被(bei)測介質心中(zhōng)有數,也要對(duì)所選用的超(chāo)聲波流量計(ji)的性能、精度(du)和對被測介(jie)質的要求有(yǒu)深入的了解(jiě)。3.2便攜式超聲(shēng)波流量計 适(shi)用于臨時性(xìng)測量,主要用(yong)于校對管道(dào)上已安♉裝其(qi)它流🈲量儀表(biao)的運行狀态(tài),進行一個區(qu)域内的流體(tǐ)平衡測試,檢(jiǎn)查管道的當(dāng)時流量情況(kuang)等。如果不作(zuò)固定安裝,而(er)用于這些用(yong)途時,選用便(bian)攜式超聲波(bo)流量計既方(fang)便又經濟。3.3時(shi)差式超聲波(bō)流量計 目前(qian)生産zui多、應用(yòng)範圍zui廣泛的(de)是時差式超(chao)聲波流量計(jì)。它主要用來(lai)測量潔淨的(de)流體流量,在(zài)自來水公司(si)和工業用㊙️水(shui)領域,得到廣(guǎng)泛應用。此外(wài)它也可以測(ce)量雜技含量(liàng)不高(雜質含(hán)量小于10g/L,粒徑(jìng)小于1mm)的均勻(yun)流體,如污水(shuǐ)等🌐介質的流(liú)量,而且精度(du)可達±1.5%。實際應(ying)用☂️表明,選用(yòng)時♉差式超聲(shēng)波流量計,對(duì)相應流體的(de)測量都可以(yǐ)達到滿意的(de)效果。3.4管道式(shì)超聲波流量(liàng)計✉️ 精度zui高,可(ke)達到±0.5%,而且♊不(bú)受管道材質(zhi)、襯裏的限制(zhì),适用于流量(liang)測量精度要(yao)求高的場合(hé)。但随着管徑(jìng)的♋增大,成本(běn)也會随增加(jiā),通常情況下(xià),選用中小口(kou)徑的管段式(shi)超聲波流量(liàng)計🐇,較爲經濟(ji)。3.5固定式超聲(shēng)波流量計 如(rú)果有足夠的(de)安裝空🔞間,使(shi)用插入式換(huan)能器代替外(wai)貼式換能器(qì),*消除了管襯(chen)、結垢及管壁(bì)對超聲波信(xìn)号衰減的💘影(yǐng)響,測量穩定(ding)性更🙇‍♀️高,也大(dà)大減小了維(wéi)護工作量。而(ér)且,由于🚩插入(rù)式換能器㊙️也(ye)可以不斷流(liú)安裝,所以其(qi)應用正在不(bu)斷推⭐廣。有的(de)廠家推出了(le)内部爲數字(zi)化電路的超(chāo)聲⁉️波流🈲量計(jì),其特點是采(cǎi)用數字電路(lu)處理信号,糾(jiu)錯能力增強(qiang),取🍉樣及時,精(jing)✏️度提高(模拟(ni)電路的精度(du)爲±1.5%,數字電路(lu)可以🙇🏻達到±1.0%),而(ér)且♌集成度提(tí)高,儀表體積(jī)大大減小,有(you)多種信号輸(shu)出模式供選(xuan)擇,在實際應(ying)用也取得了(le)很好⛱️的效果(guo)。用戶在使用(yong)中可以和模(mo)拟電路的超(chāo)聲波流量計(jì)進行比較。超(chao)聲📱波流量計(jì)的功能選擇(zé),用戶可以根(gen)據實際情況(kuang)來确定。如果(guǒ)測量雙向流(liú)體,一定要選(xuǎn)擇帶有正負(fu)計量功能的(de)超聲波流量(liang)計;如果用戶(hu)需⛹🏻‍♀️要定期了(le)解流體在一(yī)定時段有流(liú)量情況,可以(yǐ)選擇帶打印(yìn)機的超聲波(bō)流量計。總之(zhī),所選擇的超(chāo)聲波流量計(jì)的功能既要(yao)滿足用戶需(xu)要🔅,也不👉必貪(tan)多求全,造成(cheng)許多功能閉(bi)置不用,而增(zeng)加購買成本(ben)。4超⭐聲波流量(liang)計的應用 超(chāo)聲波流量計(jì)在應用中,需(xū)⭐要注🍉意以下(xià)幾個方面的(de)問題:4.1正确選(xuǎn)擇⛱️這是超聲(shēng)波流量計能(néng)夠正常工作(zuo)的㊙️基礎。如果(guo)選型不當,或(huò)會造成流量(liàng)無法測量,或(huo)者用戶使用(yòng)不📱做便等後(hòu)果。具體選型(xing)原則,前面已(yǐ)做了詳細的(de)介紹。4.2合理安(ān)裝換能器安(an)裝不合理是(shì)超聲波流量(liang)計🌏不能正👌常(cháng)工作的主要(yào)原因。安裝換(huan)能器需要考(kao)慮位置的确(que)定和方式的(de)選擇兩個問(wèn)題。确☎️定位置(zhì)時除保證足(zú)夠的上、下遊(you)直管段外,尤(you)其要注意換(huan)能♈器盡量避(bi)開有變頻調(diao)速嚣、電💃🏻焊機(jī)等污染電源(yuán)的場合。在安(an)裝方式上,主(zhǔ)要有對貼安(ān)裝方式和V方(fang)式、Z方式三種(zhong)🔞。多譜勒式超(chao)聲波流量計(jì)采用對貼式(shì)安裝方式,時(shí)差式🈲超聲波(bō)流量計采用(yòng)V方式和Z方式(shì),通🐪常情況下(xià),管徑小于300mm時(shi),采用V方式安(an)裝,管徑大于(yu)200mm時,采用Z方式(shi)安裝。對于即(ji)可以用V方式(shi)安裝又可以(yǐ)方✏️式安裝的(de)換能器,盡量(liang)選用Z方🔱式。實(shí)踐表明,Z方式(shì)安裝的換能(neng)器超聲波信(xìn)号強度高,測(cè)🔅量的🏃穩定性(xing)也好。4.3及時核(he)校 對于現場(chǎng)安裝固定式(shi)超聲🙇‍♀️波流量(liàng)計數量大、範(fàn)圍廣的用戶(hu),可以配備一(yī)台同💚類型🔞的(de)便㊙️攜式超聲(sheng)波流量計,用(yong)于核校現場(chǎng)儀表的情況(kuang)。一是堅持一(yī)裝一校,即對(duì)每一台新裝(zhuang)超聲波流量(liàng)計在安🌂裝調(diào)試時進行核(hé)校,确保選位(wei)好、安裝好、測(ce)量準;二是對(duì)在線運行的(de)超聲波流量(liàng)計發生流量(liang)突🈲變時,要利(li)用便♉攜式⭕超(chao)聲波流量計(jì)進行及時核(hé)校💃🏻,查清流量(liàng)突變的原因(yin),弄清楚是儀(yi)表發生故障(zhang)還是流量确(què)實發生了變(biàn)化👈。4.4定期維護(hu)與其他流量(liang)儀表相比,超(chao)聲波流量✏️計(ji)的🏃🏻‍♂️維護🔞量是(shi)🙇‍♀️比較小的。對(dui)于外貼換能(néng)器超聲波流(liú)量計,安裝以(yi)❌後無水壓損(sǔn)失♋,無潛在漏(lòu)水,隻需定期(qi)檢查換能器(qi)是否🚶松動,與(yǔ)管道之間的(de)粘合劑是否(fou)良好即可;插(chā)入式超聲波(bo)流量計,要定(dìng)期清✊理探頭(tóu)上沉積的雜(zá)質、水垢等👨‍❤️‍👨有(yǒu)無🚶漏水現象(xiang);如果是一體(ti)式超聲波流(liú)量計,要檢查(cha)流🍓量計與管(guan)道之間的🈲法(fǎ)蘭鏈接是否(fǒu)良好,并考慮(lü)現場溫度和(he)濕度對其電(diàn)子部件的影(ying)響,等待。定期(qi)維🐉護可以确(que)保超💯聲波流(liú)量計的長期(qi)穩定運行。超(chāo)聲波流量計(jì)使用中注✔️意(yì)事項1、瞬時流(liú)量計波動大(dà)? A、信号強度波(bō)動大;B、本身測(ce)量👅流體波動(dong)大; 解決方法(fǎ):調整好探頭(tou)☔位置,提高信(xin)号強度(保持(chi)在3%以上)保證(zheng)信号強度穩(wěn)定⚽,如本⛹🏻‍♀️身流(liu)體波動大,則(zé)位置不好,重(zhong)新選點,确保(bǎo)*D後5D的工況要(yao)求。2、外夾式流(liu)量計信号低(dī)?管徑過大,管(guǎn)道結垢嚴重(zhong),或選擇安裝(zhuāng)方式不對。 解(jie)決方法:對于(yú)管徑過大、結(jié)垢嚴重,建議(yì)采用插入式(shì)探頭,或選擇(zé)“Z"型安裝方式(shi)。3插入式探頭(tou)使用一段時(shí)間後信号降(jiang)低?可能探頭(tóu)發生偏移或(huo)探頭表面水(shuǐ)垢🔴厚。 解決方(fāng)法:重新調整(zhěng)探頭🌏位置,清(qīng)冼探頭發射(she)面。4、開機無顯(xian)示檢查電源(yuán)屬性是否與(yǔ)儀表的額定(ding)值相對應,保(bǎo)險絲是否燒(shāo)斷,如以上問(wèn)題不薦在,對(duì)建議把儀器(qì)發回我司由(you)專業技術人(ren)員檢查。5、開機(jī)後😄儀表僅有(yǒu)背光,無任何(he)字符顯示此(cǐ)情況一般爲(wei)程♋序芯片失(shi),建議把儀器(qi)發回我司進(jìn)行處🚶理。6、儀表(biǎo)在🔴現場強幹(gàn)擾下無法使(shǐ)用? 供電電源(yuán)波動範圍較(jiao)大,周圍有變(biàn)頻器或強磁(cí)場幹擾,接地(dì)線不正确。 解(jie)決方法:給儀(yi)表提供穩定(dìng)的供電電源(yuan),儀❌表安裝遠(yuǎn)🈲離變頻器和(hé)強磁📞場幹擾(rǎo),有良好的接(jiē)地線。
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