超声波流量计的认识及管理.pdf

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1、超声波流量计的认识及管理口姜漫(大庆石化公司化工三厂，黑龙江大庆163714)摘要：本丈阐述了超声波流量计的原理。通过实际测流应用与实际的流量结果做了对比分析，得出超声波流量计在测流准确度上非常的精确，同时也对超声波流量计的日常管理要求进行了说明。关键词：超声波流量计应用管理随着电子技术、数字技术和声楔材料等技术的发展，利用超声波脉冲测量流体流量的技术发展很快。基于不同原理，适用于不同场合的各种形式的超声波流量计已相继出现，其测量准确的优点，也使其成为化工行业测量流速的首选工具。1．超声波流量计的

2、测量原理超声流量计是通过检测流体流动时对超声束的作用，以测量体积流量的仪表。超声波流量仪的传感器是将传感器直接捆绑在被测管道的外表面，从而实现流量测量的一种安装方式，解决了其它原理的流量仪在安装时必须断管、停产的难题，是超声波流量仪的基本安装方式，具有与管径无关、安装简单、无需停产、无压力损失等特点。超声波流量计常用的测量方法为传播速度差法，其基本原理都是测量超声波脉冲顺水流和逆水流时速度之差来反映流体的流速，从而测出流量。它利用声波在流体中传播时因流体流动方向不同而传播速度不同的特点，测量它的顺

3、流传播时间tl和逆流传播时间t2的差值，从而计算流体流动的速度和流量。设流体中声速为c，流体流动速度为v，把一组换能器P1、P2与管渠轴线安装成0角，换能器的距离为L。从PI到P2顺流发射时，声波传播时间t．为：t尸U(c+vcos0)从P2到P1逆流发射时，声波的传播时间k为：t剐(什vcos0)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组成。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，吸收器吸收到的超声波信号，经电子线路放大并转换为代表流量的电信号供给显

4、示和积算仪表进行显示和积算。传感器具有：方便安装的外缚式、可靠工作的插入式、高可靠高精度的标准管段式、超高精度的标准型w管段式。超声波流量计的重要特点是：流体中不插入任何元件，对流速无影响，也没有压力丧失：能用于任何液体，特别是具有高黏度、强腐化，非导电性等性能的液体的流量测量。2．超声波流量计的现场应用情况在相距为L的两处放置两组超声波产生器和吸收器(Tl，RI)和(T2，R2)。当Tl顺方向，T2逆方向发射超声波时，超声波分辨达到吸收器R1和lU所需要的时间为t1和t2，则tl=L／(c+u)

5、t2-】J(c-u1由于在工业管道中，因此两者的时间差为VFt2．t1-2L川cc由此可知，当声波在流体中的流传速度c已知时，只要测出时间差Vt即可求出流速u，进而可求出流量Q。序号实测流量(m3)实际流量(m3)计量精度(％)l25．4251．6225．225O．8324．925—0．4424．725—1．2525．125O．4624．825—0．8平均25．0225O．1@管理观察-2012年4月中旬刊3．超声波流量计的现场管理3．1是传播时间法只能用于清洁液体和气体，不能测量悬浮颗粒和气泡超

6、过某一范围的液体，外夹装换能器不能用于衬里或结垢太厚的管道。一般均安装于水平、倾斜或垂直管道，垂直管道最好选择自下而上流动的场所。以防止测量点出现非满管流。3．2是流体运行流速不能过低，过低的流速会使离散体分布不均匀。若测量管水平安装，气体会浮升在顶部流动，颗粒会沉淀于底部。最低流速通常为0．1．O．6m／s。3．3是需定期检查换能器是否松动，与管道之间的粘合剂是否良好即可，流量传感器上的传感器尽可能在与水平直径成45度的范围内，在测量液体时换能器声波表面易受气体或颗粒影响，测量液体时必须充满液体

7、，最高温度为150℃，环境的相对湿度s90RH。4．结论超声波测流技术以其测量精度高、实时性好的特点成为主要测流手段而得到广泛的应用。通过采用高精度流速仪对所测的瞬时流量进行对比分析。得知超声波流量计测出的瞬时流量稳定可靠，与固定流量计的数据有很高的一致性。精度最高，可达到±O．5％，而且不受管道材质、衬里的限制，适用于流量测量精度要求高的场合。但随着管径的增大，成本也会随增加，通常情况下，选用中小口径的管段式超声波流量计，较为经济。◆