超聲波流量計的原理及選型-廣州迪川儀器儀表有限公司

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超聲波流(liu)量計的原理(lǐ)及選型

超聲波流(liu)量計的原理(lǐ)及選型插入(ru)式超聲流量(liang)計：可不停産(chan)💰安🧑🏾‍🤝‍🧑🏼裝和維護(hu)。采用陶瓷傳(chuan)感器，使用我(wǒ)公司鑽孔裝(zhuāng)置進行不✉️停(ting)産安裝。一般(bān)爲單聲道測(cè)量，爲了提高(gāo)測量🔅準确度(du)☂️，可選擇🐆三聲(shēng)道🔴。管段式超(chāo)聲流量計：需(xū)㊙️切開管路安(ān)裝，但以後的(de)維護🈚可不停(tíng)産🧑🏽‍🤝‍🧑🏻。可選擇單(dan)聲道或三聲(shēng)道傳感器。外(wài)夾🌈式超聲流(liu)量計：能夠完(wan)成固定和移(yi)動測量。采用(yòng)耦合劑(室♌溫(wen)固化的矽橡(xiàng)膠或高溫長(zhǎng)鏈聚合油脂(zhi)💋)安裝，安裝時(shi)不損壞管路(lu)。便攜式超🆚聲(sheng)流量計：便攜(xie)使用，内置可(ke)充電锂電池(chi)，适合移動測(cè)量，配接磁性(xìng)傳感器。手持(chí)式超聲流量(liang)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(chāo)聲流量計：用(yong)于🏃‍♂️爆炸✉️性環(huán)境液體流量(liàng)測量，爲防爆(bào)兼本安型。即(ji)轉換器爲防(fáng)♻️爆型，傳感器(qì)爲本質安全(quán)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(diàn)池供電型超(chao)聲流量計：采(cǎi)用一節锂電(dian)池供電的一(yī)體式超聲流(liu)量計。适于無(wu)市電供✌️應的(de)測量場合，一(yi)節電池可使(shǐ)用十年，具有(yǒu)多🎯種測量功(gōng)能。系列明渠(qú)流量計，用于(yú)液體明渠流(liú)量測量，測量(liàng)傳感器可采(cǎi)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(yong)超聲液位測(cè)量。該系統明(ming)渠💁流量計測(ce)量準确、可靠(kào)。采♉用超聲速(su)度傳感器時(shi)，可測量大型(xing)渠道或涵洞(dòng)的液體流量(liàng)。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(chuán)感器采用超(chao)聲傳感器。超(chāo)聲式明渠流(liú)量計：采用🔞超(chao)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(han)洞的流量測(cè)量。根據測量(liang)準确度要求(qiú)，超聲速度測(ce)量♈可選擇單(dan)聲道、雙聲道(dào)和三聲道。超(chāo)聲式明渠流(liú)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(han)洞的流量測(cè)量。根據測量(liang)準确度要🚶‍♀️求(qiu)，超聲速度測(cè)量可選擇單(dān)聲道、雙聲道(dào)和三聲道。超(chao)聲波流量計(jì)一般不作結(jié)算計量儀表(biǎo)使用，對于現(xian)場㊙️計量點損(sǔn)壞生産不能(néng)停🧡機更換，又(you)需要檢測參(cān)數♊指導生産(chǎn)的情況也往(wǎng)往用到超聲(shēng)波流量計。超(chāo)聲👣波流量計(jì)zui大優勢是用(yong)于大口徑流(liu)量測🌐量(管徑(jìng)大于2米)，即使(shi)有些結算🈲用(yong)計量點，經過(guo)使用🔅雙方認(ren)可，選用精度(dù)高的超聲波(bo)流❓量計，可以(yǐ)節約成本，并(bìng)減少維護量(liàng)。超聲波流量(liang)計的選型及(jí)應用摘要超(chāo)聲💃🏻波流量計(ji)是一種利用(yong)超聲波脈沖(chong)📐來測量流體(tǐ)🆚流量的速度(du)式流量儀表(biǎo)，它從80年代開(kāi)始進入我國(guó)工🈚業生産和(hé)計量領域，并(bing)在㊙️90年代得到(dào)迅速發展。文(wén)章對我佃國(guo)内市場上出(chu)現了各類超(chao)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(chāo)聲波流量計(jì)的分類方法(fǎ)；從儀表性能(néng)、被測介質經(jīng)🐅濟🔴性，實用性(xìng)等方面總結(jié)了選用超聲(sheng)波流量的原(yuán)則，并♍對應用(yòng)中如何選位(wei)、安裝、維護提(tí)出具體建議(yì)，爲用戶合理(li)選擇和應用(yòng)超聲波流量(liang)計提供了一(yi)💛些可以借鑒(jian)的經驗和方(fāng)法。關鍵詞超(chao)聲🤞流量計；換(huan)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(sheng)🙇‍♀️波脈沖測量(liang)流體流量的(de)技術發展很(hěn)快，基于不同(tong)原理，适用✉️于(yú)不同場合的(de)各種型式的(de)超聲波流量(liàng)計得到了廣(guang)泛應用，同時(shí)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(tí)等一系列問(wen)題，本文綜合(hé)🛀🏻國内超聲波(bo)流量計目前(qián)的發展情況(kuàng)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(shēng)波流量計的(de)各類很多，依(yi)照不同的分(fèn)類方法，可以(yǐ)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(néng)🏃🏻‍♂️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(yí)，以🔴f2的頻率反(fan)射到換能器(qi)2，這就是多譜(pu)勒将就，f2與f1之(zhī)差即爲多譜(pǔ)勒頻差fd。當管(guǎn)道條件、換能(néng)器安裝位♈置(zhì)、發射頻率、聲(sheng)速确定以後(hòu)，c、f1、θ即爲常數，流(liú)體流速和多(duo)譜✉️勒頻移成(chéng)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(bo)流量計💘 時差(cha)式超聲波流(liu)量計是利用(yòng)聲波在流體(ti)中順流傳播(bo)和逆流傳播(bo)的時間差與(yǔ)流體流速成(cheng)正比這一原(yuán)理來測量🙇🏻流(liú)體流量㊙️的。 2區(qū)别根據超聲(sheng)波流量計使(shǐ)用✉️場合不同(tóng)，可以分爲固(gu)定🔴式超聲波(bo)流量計和便(biàn)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(gu)定式超聲波(bo)流量計用于(yú)安裝在某一(yi)固定位置，對(duì)某一特定管(guǎn)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(lin)時性測量。(2)供(gong)電方式不同(tóng) 固定式超聲(sheng)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(chao)聲波流量計(jì)既可以使用(yòng)現場的交流(liu)電源，也備有(yǒu)内置充電電(dian)池🥵，可以連續(xu)工作5～10h［小時］，大(da)大方便了不(bú)同場合臨時(shí)性流量測👌量(liàng)的需要。(3)部分(fèn)功能不同因(yin)定式超聲波(bō)流☂️量計，通常(cháng)都有4-20mA信号輸(shu)出🎯等功能，供(gòng)遠傳顯示使(shi)用，但其内部(bu)隻能存貯一(yī)🐪條📱管道的參(cān)數；便攜式超(chāo)聲波流量計(ji)隻是爲了現(xian)場查看😍當時(shí)流量和短時(shi)間内的累計(jì)流量，故一般(bān)無輸出信号(hao)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(néng)器供電方式(shì)不同可🧡以分(fèn)爲外貼式、插(cha)入式、管段式(shi)三種超聲波(bo)流💜量計。(1)外貼(tiē)式外貼式超(chao)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(chao)聲波流量計(ji)，安裝換能器(qi)無需管道斷(duàn)流，即貼即💚用(yòng)，它充分體現(xiàn)了超聲波流(liú)量😘計安裝簡(jian)單、使用方便(bian)的特點。(2)管段(duàn)式🐅 某些管道(dao)因材質疏、導(dǎo)聲不良，或者(zhe)鏽蝕嚴🛀🏻重，襯(chen)裏和管道内(nei)空💚間有間隙(xì)等原因，導緻(zhi)超聲波信号(hào)衰減嚴重，用(yòng)外💃貼式超聲(sheng)波流量計無(wú)法正常測量(liàng)，所以産生了(le)管段式超聲(shēng)波流量計。管(guan)段式超聲波(bo)流量計把換(huàn)能❗器和測量(liang)管組成一體(tǐ)，解決了外貼(tiē)式流量計在(zai)測量中的一(yi)個難題。而且(qie)測量精度也(yě)比🚶其它超聲(sheng)波流量計要(yào)高，但同時也(yě)犧牲了外貼(tie)式超聲波流(liu)量計不斷流(liu)安裝這一優(you)點，要求切開(kāi)管道安裝換(huàn)能‼️器。(3)插入式(shi) 插入式超聲(shēng)波流量計介(jiè)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(qì)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(jiē)受隻經過被(bèi)測介質，而不(bu)經過管壁和(hé)襯裏，所以其(qi)測量不受管(guan)質和管襯材(cái)料限制。3超聲(shēng)波㊙️流量計的(de)選型超聲波(bō)流量計除上(shàng)述各種類型(xíng)外，近年來又(yòu)出現了采👄用(yòng)數字化電路(lu)的數字式超(chao)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(miàn)對🌂衆多類型(xing)的超聲波流(liu)量計🙇‍♀️，用戶要(yào)根據實際情(qing)況和測量需(xu)要合理選型(xíng)。3.1多譜勒式超(chao)🔴聲波流量計(ji) 隻能用于測(ce)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(chang)🍉排放液、未處(chu)理的污水、雜(zá)志含量穩定(ding)的工廠過程(chéng)液等。要注意(yi)它對被測介(jie)質要求比🍉較(jiào)苛刻，即不能(néng)是潔🈲淨水，同(tóng)時雜技含量(liàng)要相對穩定(dìng)，才可🌈以正常(chang)測量，而🌏且不(bú)同廠家的儀(yí)表性能及對(duì)被測廠家的(de)要求也不一(yi)樣。選❓擇此類(lèi)超聲波流量(liang)計即要對被(bei)測介質心中(zhōng)有數，也要對(duì)所👈選用的超(chao)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(sheng)波流量計适(shi)用于臨🔅時性(xing)測量，主要用(yong)于校對管道(dao)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(jian)查管道的當(dāng)時流量情況(kuang)等。如果不作(zuo)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(shí)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(chāo)聲波流量計(ji)。它🏃🏻主要用來(lái)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(guang)泛應用。此外(wai)它也可以測(ce)量雜技含量(liang)不高(雜質含(hán)量小于10g/L，粒徑(jing)小于1mm)的均勻(yún)流體，如☁️污水(shuǐ)等介質的流(liu)量，而且精度(dù)可達±1.5%。實際應(yīng)用表明，選用(yòng)時差式超聲(shēng)波流量計，對(dui)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(yào)🔴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(kǒu)徑的管段式(shi)超聲波流量(liang)計，較爲經濟(ji)。3.5固定式超聲(shēng)波🔞流量計如(ru)果有足夠的(de)安裝空間，使(shǐ)用插入式換(huan)能器代替外(wài)貼式換能器(qi)，*消除了管襯(chèn)、結垢及管壁(bì)對⭐超聲波信(xin)号衰減的影(ying)響，測量穩定(dìng)性更高，也大(dà)大減小了維(wei)護工作量。而(er)💞且，由于插入(ru)式換能器也(yě)可以不斷流(liu)安裝，所以其(qi)應用正在不(bú)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(cai)用數字電路(lù)處理信号，糾(jiū)錯能力增強(qiang)，取樣及時，精(jīng)♍度提高(模拟(nǐ)電路的精度(dù)爲±1.5%，數字電路(lu)可以🏃‍♂️達到±1.0%)，而(er)且🐉集成度提(tí)高，儀表體積(jī)大大減小，有(yǒu)多種信号輸(shū)出模式供選(xuǎn)擇，在實際應(ying)用也取得了(le)很好的效果(guo)。用戶在使用(yòng)中可以和模(mó)拟電路的超(chāo)聲波流量計(ji)進行比較。超(chao)聲波流量計(jì)的功能選擇(ze)，用戶可以根(gēn)據實際情況(kuang)來确定。如果(guo)測量雙向流(liú)體，一定要選(xuǎn)❄️擇帶有正負(fù)計量功能的(de)超聲💘波流量(liàng)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(yi)選擇帶打印(yin)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(yào)滿足用戶需(xu)要🌈，也不必貪(tān)多求全，造成(cheng)許多功能閉(bì)置不用，而增(zēng)加🈲購買成本(běn)👈。4超聲波流量(liàng)計的應用超(chao)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(sheng)波流量計能(neng)夠正常工作(zuo)的基礎。如果(guo)選型不當，或(huo)會造成流量(liang)無法測㊙️量，或(huo)者用戶🍓使用(yong)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(ān)裝不合理是(shi)超聲波流量(liàng)計不能正常(cháng)工作的主要(yao)原因。安裝換(huan)能器需要考(kǎo)慮位置的确(què)定和方式的(de)選擇兩個問(wèn)題。确定位置(zhi)時除保證足(zú)夠的上、下遊(yóu)直管段外，尤(you)其要注意換(huàn)能㊙️器盡量避(bì)開有變頻調(diào)速嚣、電☂️焊機(jī)等污染電✨源(yuan)的場合。在安(an)裝♊方式上，主(zhu)要有對貼安(ān)裝方式和V方(fāng)式、Z方式三種(zhǒng)。多譜勒式超(chao)聲㊙️波流量計(jì)采用對貼式(shì)安裝方式，時(shi)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(shí)，采用V方式安(an)裝，管徑大于(yu)200mm時，采用Z方式(shì)安裝。對于即(jí)可以用V方式(shi)安裝又可以(yi)方式安裝的(de)換能器⚽，盡量(liàng)選用Z方式。實(shi)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(shì)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(shēng)波流量計，用(yòng)于核校現場(chǎng)儀表的情況(kuang)。一♍是堅持一(yi)裝㊙️一校，即對(dui)每一台新裝(zhuang)超聲波流量(liang)計在安裝調(diào)試時進行核(hé)校，确保👉選位(wèi)好、安裝好、測(ce)量準；二是對(dui)在線運行的(de)超聲波流量(liang)計發生流量(liang)突變時，要利(lì)用便攜式📧超(chao)聲波流量計(jì)進行及時核(he)校，查清流量(liàng)突變的原因(yin)，弄清楚是儀(yí)表發生故障(zhàng)還是流量确(que)實發生了變(biàn)化。4.4定期維護(hù)與其他流量(liàng)儀表相比，超(chao)聲波流量計(jì)的維護量是(shì)比較小的。對(dui)于🥵外貼換能(neng)器超聲波流(liu)量計，安裝以(yǐ)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(tou)上沉積的雜(za)質、水垢等有(yǒu)無📞漏水現象(xiàng)；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(fa)蘭鏈接是否(fǒu)良🙇‍♀️好，并考慮(lǜ)現🈚場溫度和(hé)濕度對其電(dian)子部件的影(yǐng)響，等待。定期(qi)維護可以确(que)保超聲波流(liú)量計的長期(qī)穩定運行。超(chāo)聲波流量計(ji)使用中注意(yi)事項1、瞬時流(liu)量計波動大(da)？ A、信🔅号強度💋波(bo)動大；B、本身測(cè)量流體波動(dong)大；解決方法(fǎ)：調整好探頭(tóu)💃位置，提高信(xìn)号強度(保持(chí)在🔞3%以上)保證(zheng)信号強度穩(wěn)定🌐，如本身流(liu)體波動大，則(ze)位置不好，重(zhong)新選點，确保(bao)*D後5D的工況要(yao)求。2、外夾式流(liú)量計信号低(di)？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(shi)探🈲頭，或選擇(ze)“Z"型安裝方式(shi)👈。3插入式探頭(tou)使用一段時(shi)間後信号降(jiàng)低？可能探頭(tou)發生偏移或(huò)探頭表面水(shuǐ)垢🔞厚。解決方(fāng)法：重新調整(zhěng)探頭位置，清(qing)冼探頭發射(shè)面。4、開機無顯(xian)示檢查電源(yuan)屬性是否與(yǔ)儀表的額定(ding)值相對應，保(bao)險絲是否燒(shāo)斷，如以上♋問(wen)題不薦在，對(dui)建議把儀器(qì)發回我司由(you)專業技術人(rén)🙇‍♀️員🔴檢查。5、開機(ji)後儀表僅有(you)背光，無任何(hé)字符顯示此(cǐ)情況一般爲(wèi)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(jiào)大🔴，周圍有變(bian)頻器或強磁(ci)場幹擾💋，接地(di)線不正确。解(jiě)決方法：給儀(yi)表提供穩定(dìng)的供電電源(yuán)，儀🆚表安裝遠(yuǎn)離變頻器和(hé)強磁場幹擾(rao)，有良好的接(jiē)地線。

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