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超聲波流量(liàng)計的原理及選型(xíng)
  • 發布日期：2025-12-01      浏覽次(cì)數：2307
      • 超聲波流量計(jì)的原理及選型插(chā)入式超聲流量計(ji)：可不🈲停🆚産安裝和(he)維護。采用陶瓷傳(chuán)感器，使用我公司(si)鑽孔裝置進行不(bú)🌂停産安裝。一般爲(wèi)單聲道測量，爲了(le)提高測量準确度(du)，可選擇三聲道。管(guǎn)段式超聲流量計(jì)：需切開管路安裝(zhuāng)，但以後的維護可(ke)不停産。可選擇單(dān)聲道或三聲道傳(chuan)感器。外夾式超聲(shēng)流量🌈計：能夠完成(chéng)固定和移動測量(liang)。采用耦合劑(室溫(wen)固化的矽橡膠或(huo)高溫長鏈聚合油(yóu)脂)安裝，安裝時不(bu)損壞管路。便攜式(shi)超🤩聲流量計：便攜(xié)使用，内置可充電(dian)锂電池，适合移動(dong)測量，配接磁性傳(chuan)感器。手持式🤩超聲(sheng)流量計：體積小，重(zhòng)量輕，内置可充電(diàn)锂電池，手持使用(yòng)，配接磁性傳感器(qì)。防爆型超聲流量(liàng)計：用于👄爆炸性環(huán)境液體流量測量(liàng)，爲防爆兼本安型(xing)。即轉換器爲防爆(bào)型，傳感器爲本質(zhi)安✉️全型。流量測量(liang)系統：由多台超聲(shēng)流量計和系統主(zhu)站組成。适于多條(tiao)管路的集中測量(liang)。超聲熱量計：用于(yú)供熱系統的熱量(liàng)測㊙️量。電池供電型(xing)超聲流量計：采用(yòng)一🔞節锂電池供電(diàn)的一體式超聲流(liú)量計。适于無市電(diàn)供應的測♍量場合(he)，一節電池可使用(yòng)十年，具有多種測(ce)量功能。系列明渠(qú)流量計，用于液體(ti)♌明渠流量測量，測(ce)量傳😄感器可采用(yong)超聲速度傳感器(qì)、帕氏槽、P-B槽、三角堰(yàn)、矩形堰和全寬✨堰(yan)，并采用超聲液🐇位(wei)測量。該系統明渠(qu)流⭕量計測量準确(que)、可靠。采用超聲速(su)度傳感器時，可測(cè)量大型渠道或涵(han)洞的液體流量。堰(yan)槽式明渠流量計(ji)：可使用帕氏槽、P-B槽(cao)、三角堰、矩形堰、全(quán)寬堰進行明渠流(liú)量🍉測量，液位傳感(gan)器采用超聲傳感(gǎn)器。超聲式明渠流(liu)量計：采用超聲傳(chuán)感器測量流速及(ji)液位。測量準确度(dù)高，适于大型渠道(dào)和涵洞的流量測(ce)量。根據測量準确(què)度要求，超聲速度(du)測量可選擇單聲(sheng)道、雙聲道和三聲(shēng)道。超聲式明渠流(liú)🐕量計：采用超聲🤩傳(chuan)感器測量流速及(ji)液位。測量準确度(dù)高，适于大型✂️渠道(dào)和涵洞的流量測(cè)量。根據測量準确(que)度要求，超⛷️聲速度(du)測量可選擇單聲(sheng)道、雙聲道和三聲(sheng)道。超聲波流量計(jì)一般不作結算計(ji)量🚶‍♀️儀表使用，對于(yu)現場🏃計量點損壞(huài)生産不能停機更(geng)換，又需要檢測參(can)數指導生産的情(qíng)況也往往用到超(chāo)聲波流量計。超聲(shēng)🔱波流量計zui大優勢(shì)是用于大口徑流(liú)量測量(管徑大于(yu)2米)，即使👉有些結算(suàn)用計量點，經過使(shǐ)用雙方認💜可，選用(yong)精度高的超聲波(bo)流量計，可以節約(yuē)成本，并減✊少維護(hu)量。超聲波流量計(jì)的選型及應用摘(zhāi)要超聲🏃🏻‍♂️波流量計(ji)是❗一種利用超聲(shēng)波脈沖🚩來測量流(liu)體流量的速度式(shì)流量儀表，它從80年(nian)代開始進💛入我國(guó)工業生産和計量(liàng)領域，并在90年代得(de)到迅速發展。文章(zhāng)對我佃國内市場(chǎng)上出現了各類超(chao)聲波流量進行了(le)深入研究分析，結(jié)合多年的實際應(yīng)用經驗，系統闡述(shu)了超聲波流量計(jì)的分類方法；從儀(yí)表性能、被測介質(zhì)經濟性，實用性等(děng)方面總結了選用(yong)超聲波流量的👌原(yuan)則♋，并對應用中如(rú)何選位、安裝、維護(hu)提出具體建議，爲(wei)用戶合理選擇和(hé)應用超聲波流量(liang)計提供了一些可(ke)以借鑒的經驗和(hé)方法。關鍵詞超聲(sheng)流量計；換能器；時(shí)差式；安裝方式 近(jin)幾年來，随着電子(zi)技術、數字技術的(de)發🐪展，利用超聲波(bō)脈沖測量流體流(liu)量的技術發展很(hen)快，基于不同原理(lǐ)，适用于不同場合(hé)的各種型式的超(chao)聲波流量計得到(dào)了廣泛🆚應用，同時(shi)也很快，對廣大用(yong)戶提出如何認識(shi)超聲波流量計、怎(zen)樣選擇合适的類(lèi)型，使用中應注意(yi)些什麽問題等❓一(yi)系列問題，本文綜(zōng)合國内超聲波流(liú)量計目前的發展(zhan)情況及多年㊙️應用(yong)的實踐，對上述問(wèn)題進行了些探讨(tǎo)。1超聲波流量計的(de)分類 超聲波流量(liàng)計的各類很多，依(yī)照不同的分類方(fāng)法🐆，可以分👣爲不同(tong)類型的超聲波流(liú)量計。 1.1多譜勒式超(chao)聲波流🔞量計 換能(néng)器1發射頻率爲f1的(de)超聲波信号，經過(guò)管道🔅内液體中的(de)懸浮顆粒或氣泡(pào)後，頻率發生偏移(yi)，以f2的頻率反射到(dào)換能器2，這就是多(duō)譜勒✊将就，f2與f1之差(chà)即爲多譜勒頻差(chà)fd。 當管道條件、換能(néng)器安裝位置、發👉射(she)頻率、聲速确定以(yǐ)後，c、f1、θ即爲常數，流體(ti)流速和多譜勒頻(pín)移成正比，通過測(ce)量頻移就可得到(dào)流體流速，進而求(qiú)得🎯流體流量。 1.2時差(cha)💋式超聲波流量計(ji) 時差式超聲波流(liú)量計是利🔱用聲波(bō)在流體中順流傳(chuan)播和逆流傳播的(de)時間差與流體流(liú)速成正比這一原(yuán)理🥰來測量流體流(liu)量的💘。 2區别 根據超(chao)聲波流量計使用(yòng)場合不同，可♋以分(fen)爲固定式超聲波(bo)流量計和便攜🛀式(shì)超聲波流量計2.1這(zhe)兩類💔超聲波流量(liàng)計的主要區别(1)适(shì)用的場合不同 固(gu)定式超聲波流量(liàng)計用于安💚裝在某(mǒu)一固定位置，對某(mǒu)一特定管道内流(liu)體的流🤟量進行長(zhǎng)期不間斷的計量(liang)；便攜式超聲波流(liú)量計具有很大的(de)機動性，主要用于(yu)對不同管⛷️道的流(liú)體流量作臨時性(xìng)測量。(2)供電方式不(bu)同 固定式超聲波(bō)🏃‍♀️流量計要求長期(qi)連續運行，所以要(yao)使用220V交流電源，便(biàn)攜式超聲波流量(liang)計既可以使用現(xiàn)場的交流電源，也(yě)備有内置充電電(dian)池，可以連續工作(zuo)5～10h［小☎️時］，大大方便了(le)不同場合臨❤️時性(xìng)流量測量的需要(yào)。(3)部分功能不同 因(yīn)定式超聲波流量(liàng)計，通常都有4-20mA信号(hao)輸出等功能，供遠(yuǎn)傳顯示使用，但其(qi)内部隻能存貯一(yī)條管道的參數；便(bian)攜式超聲波流量(liang)計隻是爲了現場(chang)查看當時流量和(he)短時間内的累計(ji)流量，故一般無輸(shū)出信号功能，但爲(wèi)了方便測量不同(tóng)管道流量，它✔️具有(you)豐富的貯存功能(néng)，可以同時存貯數(shù)十條不同🚩管道的(de)參數，供随時調出(chu)使用。2.2換能器✨供電(dian)方式不同 可以分(fen)爲外貼式、插入式(shì)、管段式三種超聲(sheng)波流量計。(1)外貼式(shi) 外貼式超聲波流(liu)量計是生産zui早，用(yong)戶zui熟悉且應用zui廣(guǎng)📧泛的超聲波流量(liàng)計，安裝換能器無(wu)❌需管道斷流，即貼(tiē)即🚶‍♀️用，它充分體現(xian)了超聲波流量計(jì)安裝簡單、使用方(fāng)便的特點。(2)管段式(shi) 某些管道因材質(zhì)疏、導聲不良，或者(zhe)鏽蝕嚴重，襯裏和(he)管道内空間有間(jian)隙等原因，導緻💜超(chao)聲波信号衰減嚴(yán)重，用外貼式超聲(sheng)波流量計無法正(zhèng)常測量，所以産生(shēng)了管段式超聲波(bo)流量計。管段式超(chāo)聲波流量計把換(huàn)能器和測量管組(zǔ)成一體，解決了外(wai)貼式流量計在測(cè)量中的一個難題(tí)。而且測量精度也(yě)比🧑🏾‍🤝‍🧑🏼其它超聲波流(liú)🔴量計要高，但同時(shi)也犧牲了外貼式(shi)超☔聲波流量計不(bu)斷流安裝這一優(you)點，要求切開管道(dào)安裝換能器。(3)插入(rù)式 插入式🙇‍♀️超聲波(bo)流量計介于上述(shù)二💘者中間。在安裝(zhuāng)上可以不♈斷流，利(li)用專門工💘具在有(yǒu)水🧑🏽‍🤝‍🧑🏻的管道上打孔(kǒng)，把換能器插入管(guan)道内，完成安裝。由(yóu)于換能器在管道(dào)内，其信号的發🙇🏻射(she)、接受隻經過被測(ce)介質，而不經過管(guan)壁和襯裏，所以其(qi)🌈測量不受管質和(he)管襯材料限制。3超(chāo)聲波流量計的選(xuan)型 超聲波流🔱量計(jì)除上述各種類型(xing)外，近年來又出現(xiàn)了采用數字化電(dian)路的數字式超聲(sheng)波流量計，把換能(neng)器和轉🌈換器做在(zài)一起的一⛱️體式超(chāo)聲波流量計，等等(deng)。面對衆多⁉️類型的(de)超聲波流量計，用(yong)戶要根據實際情(qíng)況和測量需📐要合(he)理選型。3.1多譜勒式(shi)超聲波流量計 隻(zhi)能用于測量含有(yǒu)适😘量能反射超聲(shēng)波🔞信号🐅的顆粒☀️或(huo)氣泡的流體，如工(gong)🐕廠♌排放液、未處理(lǐ)的污水、雜志含量(liang)穩定的工廠過程(chéng)液🌂等。要注意它對(duì)被測介質要求比(bi)較苛刻，即不能是(shi)潔淨水，同時雜技(ji)含量要相對穩定(dìng)，才可以正常測量(liàng)，而🏃‍♀️且不🤞同廠家的(de)儀表性能及對被(bei)測廠家的要求也(yě)不一樣。選擇此類(lei)超聲波流量計即(ji)要對被測介質心(xīn)中有數，也要對所(suo)選用的超聲波流(liú)量計的性能、精度(du)和對被測介質的(de)要求有深入的了(le)解。3.2便攜式超聲波(bō)流量計 适用于臨(lin)時性測量，主要用(yong)于🍓校對管道上已(yǐ)安🌈裝其它流量儀(yí)表的運行狀态，進(jìn)行一個區域内的(de)流體平衡測試，檢(jian)查管道的當時流(liu)量情況等。如㊙️果不(bú)作🙇‍♀️固✏️定安裝，而用(yòng)于這些用途時，選(xuan)用便攜式超聲波(bo)流量計既方便又(you)經濟。3.3時差式超聲(shēng)波流量計 目前生(shēng)産zui多、應用範圍zui廣(guǎng)泛的是時差式超(chao)聲波流量計。它主(zhǔ)要用來測量潔淨(jing)的流體流量，在㊙️自(zi)來🙇🏻水公司和工業(ye)用水領域，得到廣(guang)泛應用。此外它也(yě)可以測量💜雜技含(hán)量不高(雜質含量(liang)小于10g/L，粒徑小于1mm)的(de)均勻流體，如污水(shui)等介質的流量，而(er)且精度可達±1.5%。實際(ji)應用表明，選用時(shí)差式超聲波💞流量(liàng)計，對相應流體的(de)測量都可以達到(dào)滿意的效果。3.4管道(dào)式超🌈聲波流量計(ji) 精度zui高，可達到±0.5%，而(ér)且不受管道材質(zhi)、襯裏的限制，适💁用(yòng)于流量測量精度(du)要求高的🌈場合。但(dan)随着管徑的增大(da)，成本也會随增加(jiā)，通常情況下，選用(yong)中小口徑的管段(duàn)式超聲波流量計(jì)，較爲經濟。3.5固定式(shì)超聲波流量計 如(ru)果有足夠的安裝(zhuang)空間，使用插入式(shì)換能器代替外貼(tie)式換能器，*消除了(le)管襯♊、結垢及管壁(bì)對🔅超聲波信号衰(shuāi)減的影響，測量穩(wen)定🔞性更高，也大大(dà)🈲減小了維護工作(zuò)量。而且，由于插入(rù)式換能器也可以(yi)不斷流安裝，所以(yǐ)其應用正在不斷(duàn)推廣。有的廠家推(tui)出了内部爲數字(zi)化電路的超聲波(bō)流量計，其特點是(shì)采用數字電路處(chù)理信号，糾錯能力(lì)增強，取樣及時，精(jing)💛度提高(模拟電路(lu)的精度爲±1.5%，數字電(dian)路可以達到±1.0%)，而且(qiě)🔞集成度提高，儀表(biao)體積大大減小，有(you)多種信号輸出模(mó)式供⭐選擇，在實際(jì)應用也取得了很(hen)好的效果。用戶在(zai)使用中可以和模(mó)拟❌電路的超聲波(bō)流量計進行比較(jiào)。超聲波流量計的(de)功能選擇，用🚶‍♀️戶可(kě)以根據實際情況(kuàng)來确定。如⛱️果👅測量(liang)雙向流體，一定要(yao)選擇帶有正負計(ji)量功能的超聲💃🏻波(bō)流量計💃；如果用戶(hu)需♌要定期了解流(liú)體在一定時段有(yǒu)流量情況，可以選(xuan)擇帶打印機的超(chāo)聲波流量計。總之(zhi)，所📐選擇的超聲波(bo)流💘量計的功能既(ji)要滿足用戶需要(yào)🈚，也不必貪多求全(quán)，造成許多功能閉(bì)置不用，而增加購(gòu)買成本。4超聲波流(liu)量計的應用 超聲(shēng)波流量計在應用(yòng)中，需要注意以下(xià)幾💁個方面的問題(ti)：4.1正确選擇這是超(chao)聲波流量計能夠(gòu)正常工作的基礎(chu)。如果選型不當，或(huo)會造成流量無法(fǎ)測量，或者用戶使(shi)用不做便等後果(guǒ)。具體選型原則，前(qian)面已做了詳細的(de)介💘紹。4.2合理安裝換(huàn)能器安裝不合理(lǐ)是超聲波流量計(jì)不能正✌️常工作的(de)主要原因。安裝換(huàn)能器需要考慮位(wèi)置的确定和方式(shì)的選擇兩個問題(tí)。确定位置時除保(bǎo)證足夠的上、下遊(you)直管段外，尤其要(yao)注意換能🛀🏻器盡量(liang)避開有變頻調速(su)嚣、電✌️焊機等污染(rǎn)電源的場合💘。在安(ān)裝🍉方式上，主要有(you)對貼安裝方式和(he)V方式、Z方式三種。多(duo)譜勒式超聲波流(liu)量計采用對貼式(shi)安裝方式，時差式(shi)超聲波流量計采(cǎi)用V方式和Z方式，通(tong)常👅情況下，管徑小(xiǎo)于300mm時，采用V方式安(ān)裝，管徑大于200mm時，采(cai)用Z方式安裝。對于(yú)即可以用V方式安(ān)裝又可以方式安(ān)裝的換能器🐉，盡量(liàng)選用Z方💋式。實踐表(biao)明，Z方式安🧑🏽‍🤝‍🧑🏻裝的換(huan)能器超聲波信号(hao)🏃🏻強度高，測量的穩(wěn)定性也好。4.3及時核(he)校 對于現場安裝(zhuāng)固定式超聲波流(liu)量計🔞數量大、範圍(wei)廣的用戶，可以配(pei)備一台同類型的(de)便攜式超聲波流(liú)量計，用于核校現(xian)場儀表的情況。一(yī)是堅持一裝一校(xiao)，即對每一台新裝(zhuāng)超聲波流量計在(zai)安🈲裝調試時進行(hang)核🍓校，确保選位好(hao)、安裝好、測量準；二(er)是對在線運行的(de)超聲波流量計發(fa)生流量突變時，要(yao)利用便攜式超聲(sheng)波流量計進行及(jí)時核校🈲，查清流量(liàng)突變的原👣因，弄清(qing)楚是儀表發生故(gu)障還是流量确實(shi)發生了變化。4.4定期(qī)維護與其他流量(liang)儀♍表相比，超聲波(bō)流量計的維護量(liang)是比較小的。對于(yú)外貼換能器超聲(sheng)波流量計，安裝以(yi)後🔞無水壓損失，無(wú)潛在漏水，隻需定(dìng)期檢查換能器是(shì)否松動，與管道之(zhī)間的粘合劑是否(fou)良好即可；插入式(shi)超聲波流量計，要(yào)定期清理探頭上(shàng)沉積的雜質、水垢(gou)等有無🧑🏾‍🤝‍🧑🏼漏水現象(xiang)💘；如果是一體式超(chao)聲波流量計，要檢(jiǎn)查流量計與管道(dào)之間的法蘭鏈接(jie)是否良好，并考慮(lü)現場溫度和🍉濕度(dù)對其電子部件的(de)影響，等待。定期維(wei)✂️護❌可以确保超聲(sheng)波流量計的長期(qi)穩定運行。超聲波(bō)流量計使用中注(zhù)🐆意事項1、瞬時流量(liang)計波動大？ A、信号強(qiáng)度波動大；B、本身測(ce)量流體波動大； 解(jiě)決方法：調整好探(tàn)頭🚶位置，提高信号(hào)強度(保持在🔴3%以上(shang))保證信号強度穩(wen)定🚶，如本身流體波(bō)動大，則位置不好(hǎo)，重新🆚選點，确保*D後(hòu)5D的工況要求。2、外夾(jiá)式流量計信号低(di)？管☂️徑過大，管道結(jié)垢嚴重，或選擇安(an)裝方式不對。 解決(jué)♻️方法：對于管徑過(guo)大、結垢嚴重，建議(yi)采用插入式探頭(tóu)，或選擇“Z"型安裝方(fang)式🏒。3插入式探頭使(shǐ)用一段時間後信(xin)☂️号降低？可能探頭(tóu)發生偏移或探頭(tóu)表面水垢厚。 解決(jue)方🈲法：重新調整探(tan)頭位置，清冼探頭(tou)發射面😍。4、開機無顯(xiǎn)示檢查電源屬性(xing)是否與儀表的額(e)定值相對應，保險(xiǎn)絲是否燒斷，如以(yǐ)上問題不薦在，對(duì)建議把儀器發回(hui)我司由專✊業🌈技術(shù)人🔞員💞檢查。5、開機後(hou)儀表僅有背光，無(wu)任何字符顯🌈示此(cǐ)情況一般爲程序(xù)芯片失，建議把儀(yi)器發回我司進♉行(hang)處理。6、儀表在現場(chǎng)強幹擾下無法使(shǐ)用？ 供電電源波動(dong)範圍較大♈，周圍有(yǒu)變頻器或強磁場(chǎng)幹擾，接地線不正(zhèng)确⚽。 解決方法：給儀(yí)表提供穩定的供(gòng)電電源，儀表安裝(zhuāng)遠離🛀🏻變頻器和強(qiang)磁場幹擾，有良好(hǎo)的接地線。
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