超声波流量计说明书.ppt

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1、超声波流量计孙兴平2008.1.17一、气体超声波流量计原理及相关知识二、丹尼尔超声波流量计技术特点三、MarkIII电子单元四、CUI软件介绍五、S600六、超声波流量计的投运七、注意事项八、常见故障及处理一、超声波流量计结构和计量原理结构原理：气体超声流量计采用绝对数字时间差法，是通过测量高频声脉冲在气体中顺流传播和逆流传播的时间差与气体流速成正比这一原理来测量气体流量的速度式流量计当管道中有气体流过时，传感器1和传感器2所发射的超声波脉冲分别被传感器2和传感器1接受，由于超声波脉冲在气流中传播速度受到气

2、流的影响，导致超声波脉冲顺流传播的速度要比逆流时快，在超声波声道长度内，其顺流、逆流方向的传播时间分别为：沿声程测得的被测气体的平均流速：表示被测气体的平均流速，这是沿声道长度上的平均的线性加权的气体流速，需进行气体流速的修正，得出计算气体流量的方程式：qf工况体积流量，m3/s；A管道流通面积，m2；ts超声波顺流传播的时间，s；tn超声波逆流传播的时间，s；L超声波在传感器之间的声道长度，m；D管道内径，m；θ管轴线与传感器声道之间的夹角；K速度分布剖面的修正系数；利用流量计算机计算出的压缩因子和温度/压

3、力变送器来的温压信号对气体超声波流量计来的流量信号进行体积修正，从而得到标况下的流量。流量计本身的超声波工作范围在80–180KHz之间，中心频率为120KHz。RS485或脉冲接收工况流量RS232/RS485色谱的分析数据温度&压力数据标况流量,总能量,天然气组分及管理所需的信息与上位机数字通信,包括所有诊断和报警信息典型的超声流量计量系统任意一对传感器t1=Lc-v(x/L)t2=Lc+v(x/L)LFlowXD高级超声波流量计流量方程v=L2x(t1-t2)t1t2c=L2(t1+t2)t1t2v=流

4、体速度c=声速t1=上游传输时间t2=下游传输时间2流量方程流量与流体的流速和截面积有关流量=流速*截面积流速测量四通道流量计气体高级超声波流量计声波的基本知识什么是声波?声波是一种机械辐射能,它以实际物质为载体的纵向压力波(注意它不是一种横截面或横向波).声波是如何产生的?当振动体与介质相接触时,便产生声波声波的频率(Hz)单位时间内通过某一给定点的声波的数量叫声波的频率声波的速度速度是指声波通过某一介质的速率(米/秒,英尺/秒),它是独立于频率的一个概念介质的弹性越大,声波传播的速度越快介质的密度越大,声

5、波传输的速度越慢如果气体的密度已知的话,声波的速度是可以计算出来的声波的波长波长等于声波的速度除以声波的频率声波的强度随介质的密度降低而变弱超声波是高频率的声波人类可以通过听觉感知到的声波频率范围从20到20,000Hz超声波的频率在20,000Hz以上丹尼尔超声波流量计的工作频率是120KHz为什么使用超声波?能够聚焦成一束光在管道经常产生的干扰频率(60HZ)之上超声波的产生和检测压电晶体制成的传感器用来产生和感测超声波信号压电晶体的反向效应用来产生超声波振动压电晶体的正向效应用来感测超声波振动衬垫材料导

6、电体压电晶体Disk耦合层壳体24V输入电压输出120KHz输入120KHz输出超声波流量计探头直射式直射式（从加工上来说有更高的加工精度以及对电子单元的更高要求。相对于反射式声道更短，传输时间更短），不易受管道内部污垢的影响）（脏表比较）独特的声道布置独特的声道布置能够更准确地体现流体流态（GRI的测试），同时可以有效消除漩涡流的影响；水平的声道布置不会造成凝析液的积聚;表体一次铸造成型，没有焊缝表体一次铸造成型，没有焊缝，能最大限度减小温度变化带来的表体几何尺寸的影响。二、丹尼尔气体超声波流量计技术特点噪

7、声的数字滤波处理调节阀产生噪声的数字虑波处理（对超声波信号取平均值，从而可以滤除噪声）MarkIII电子单元MarkIII电子单元（一套电子单元适用于所有的超声波流量计，压力温度输入可以实现表体内径的补偿）表体一次铸造成型，没有焊缝时间直通式原理的技术特点DANIEL超声波流量计是时间直通式超声流量计声波由一个探头发射另一个接收，不经管壁反射声波由上游向下游传输的时间(由于声波被气流推动)小于声波由下游向上游传输的时间(声波被气流反向阻挡)这两个时间之差与气流的速度存在某种关系从上下游测得的传输时间可以计算出

8、气流的平均速度和声波的速度脉冲发生器接收单元检测单元时钟本安型传感器信号检测回路100MHz晶振120kHz超声波信号(大大高予调节阀的干扰频率60kHz)时间直通式测量原理DanielUltrasonicSlide22T-Slot型超声波探头DanielUltrasonicSlide23可以使用以下工具在线带压拆卸并更换超声波探头三、MarkIII电子数据处理单元CPU板终端板1、一块CPU板代替