超声波流量计的选型指南及应用指导

《超声波流量计的选型指南及应用指导》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、近几年来，电子技术、数字技术发展，利用超声波脉冲测量流体流量技术发展很快，基于不同原理，适用于不同场合各种型式超声波流量计到了广泛应用，同时也对广大用户提出如何认识超声波流量计、怎样选择合适类型，使用中应注意些什么问题等一系列问题，本文综合国内超声波流量计目前发展情况及多年应用实践，对上述问题进行了些探讨。　　　　1超声波流量计分类　　　　超声波流量计各类很多，不同分类方法，可以分为不同类型超声波流量计。　　　　1.1多谱勒式超声波流量计　　　　换能器1发射频率为f1超声波信号，管道内液体中悬浮颗粒或气泡后，频率发生偏移，以f2频率反射到换能器2，这就是多谱勒将就，

2、f2与f1之差即为多谱勒频差fd。　　　　设流体流速为v，超声波声速为c，多谱勒频移fd正比于流体流速v，即流体流速　　　　当管道条件、换能器安装位置、发射频率、声速确定以后，c、f1、θ即为常数，流体流速和多谱勒频移成正比，测量频移就可到流体流速，进而求流体流量。　　　　1.2时差式超声波流量计　　　　时差式超声波流量计是利用声波流体中顺流传播和逆流传播时间差与流体流速成正比这一原理来测量流体流量。换能器1向换能器2发射超声波信号，这是顺流方向，其传播时间为反之，逆流方向传播时间为：时间差为：c>>v，故，流体流速同样，c、L、θ均为常数，测时间差△t即可求出流体

3、流速v进而求流体流量。　　　　2超声波流量计区别　　　　超声波流量计使用场合不同，可以分为固定式超声波流量计和便携式超声波流量计。　　　　2.1这两类超声波流量计主要区别　　　　(1)适用场合不同　　　　固定式超声波流量计用于安装某一固定位置，对某一特定管道内流体流量进行长期不间断计量；便携式超声波流量计具有很大机动性，主要用于对不同管道流体流量作临时性测量。　　　　(2)供电方式不同　　　　固定式超声波流量计要求长期连续运行，要使用220V交流电源，便携式超声波流量计既可以使用现场交流电源，也备有内置充电电池，可以连续工作5～10h［小时］，大大方便了不同场合临时

4、性流量测量需要。　　　　(3)部分功能不同　　　　因定式超声波流量计，通常都有4-20mA信号输出等功能，供远传显示使用，但其内部只能存贮一条管道参数；便携式超声波流量计现场查看当时流量和短时间内累计流量，故一般无输出信号功能，但方便测量不同管道流量，它具有丰富贮存功能，可以同时存贮数十条不同管道参数，供随时调出使用。　　　　2.2换能器供电方式不同　　　　可以分为外贴式、插入式、管段式三种超声波流量计。　　　　(1)外贴式　　　　外贴式超声波流量计是生产最早，用户最熟悉且应用最广泛超声波流量计，安装换能器无需管道断流，即贴即用，它充分体现了超声波流量计安装简单、使

5、用方便特点。　　　　(2)管段式　　　　某些管道因材质疏、导声不良，锈蚀严重，衬里和管道内空间有间隙等原因，导致超声波信号衰减严重，用外贴式超声波流量计无法正常测量，产生了管段式超声波流量计。　　　　管段式超声波流量计把换能器和测量管组成一体，解决了外贴式流量计测量中一个难题。测量精度也比其它超声波流量计要高，但同时也牺牲了外贴式超声波流量计不断流安装这一优点，要求切开管道安装换能器。　　　　(3)插入式　　　　插入式超声波流量计介于上述二者中间。安装上可以不断流，利用专门工具有水管道上打孔，把换能器插入管道内，完成安装。换能器管道内，其信号发射、接受只被测介质，而

6、不管壁和衬里，其测量不受管质和管衬材料限制。　　　　3超声波流量计选型　　　　超声波流量计除上述各种类型外，近年来又出现了采用数字化电路数字式超声波流量计，把换能器和转换器做一起一体式超声波流量计，等等。面对众多类型超声波流量计，用户要实际情况和测量需要合理选型。　　　　3.1多谱勒式超声波流量计　　　　只能用于测量含有适量能反射超声波信号颗粒或气泡流体，如工厂排放液、未处理污水、杂志含量稳定工厂过程液等。要注意它对被测介质要求比较苛刻，即不能是洁净水，同时杂技含量要相对稳定，才可以正常测量，不同厂家仪表性能及对被测厂家要求一样。选择此类超声波流量计即要对被测介质心

7、中有数，也要对所选用超声波流量计性能、精度和对被测介质要求有深入了解。　　　　3.2便携式超声波流量计　　　　适用于临时性测量，主要用于校对管道上已安装其它流量仪表运行状态，进行一个区域内流体平衡测试，检查管道当时流量情况等。不作固定安装，而用于这些用途时，选用便携式超声波流量计既方便又经济。　　　　3.3时差式超声波流量计　　　　目前生产最多、应用范围最广泛是时差式超声波流量计。它主要用来测量洁净流体流量，自来水公司和工业用水领域，到广泛应用。此外它也可以测量杂技含量不高(杂质含量小于10g/L，粒径小于1mm)均匀流体，如污水等介质流量，精度可达±1.5%。