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超(chao)聲波流量計的(de)原理及選型
  • 發(fā)布日期：2025-12-01      浏覽次(ci)數：2307
      • 超聲波流量(liang)計的原理及選(xuǎn)型插入式超聲(sheng)流量計：可不停(ting)👈産安🔴裝和維護(hù)。采用陶瓷傳感(gǎn)器，使用我公司(si)鑽孔裝置進☂️行(háng)不停産安裝。一(yi)般爲單聲道測(cè)量，爲了提❄️高測(ce)量準确度，可選(xuan)擇💃🏻三聲道☎️。管段(duàn)式超聲流量計(jì)：需切開管路安(ān)裝，但以後的維(wei)護可不停産⛹🏻‍♀️。可(ke)選擇單聲道或(huo)三聲道傳感器(qi)。外夾式超聲流(liú)量計：能夠完成(cheng)固定和移動測(ce)量。采用耦合劑(ji)(室溫固♋化的矽(xi)橡膠或高溫長(zhǎng)鏈聚合油脂)安(ān)裝，安裝時不損(sǔn)壞管路。便攜式(shì)超聲流量計：便(bian)攜使用，内置可(ke)充☀️電锂電池📱，适(shì)合移動測量，配(pei)接磁性傳感器(qi)。手持式超聲流(liu)量計：體積小，重(zhòng)量輕，内置可充(chōng)電锂電池，手🔞持(chi)使用，配接磁性(xing)傳感器☀️。防爆型(xing)超聲流量計：用(yòng)于💔爆炸👉性環境(jìng)液體流量測量(liang)，爲防爆兼本安(ān)型。即轉換器爲(wei)防爆型，傳感器(qì)爲本質安全型(xíng)。流量測量系統(tong)：由多台超聲流(liu)量計和系統主(zhǔ)站❄️組成。适于多(duo)條‼️管路的集中(zhong)測量。超👨‍❤️‍👨聲熱量(liang)計：用于供熱系(xì)統的熱量測量(liàng)。電池☎️供電型超(chao)聲流量計：采用(yong)一㊙️節锂電池供(gong)電的一體式超(chao)聲流量計。适于(yu)無市電供應的(de)測量場合，一節(jiē)電池可使用十(shí)年，具有多種測(ce)量功能📞。系列明(míng)渠流量計，用于(yú)液體🌏明渠流量(liang)測量，測量傳感(gǎn)器可采用超聲(shēng)速度傳感器、帕(pa)氏槽、P-B槽、三角堰(yàn)、矩形堰和全寬(kuān)❓堰，并采用超聲(shēng)液位測量。該系(xì)統明渠🌈流量計(ji)測量準确、可靠(kao)。采用超聲速度(dù)傳感器時，可測(ce)量大型渠道或(huò)涵洞的液體流(liú)量。堰槽式明渠(qu)流量計：可使用(yòng)帕氏槽、P-B槽、三角(jiǎo)堰、矩形堰、全寬(kuān)堰進行明渠流(liú)量測量⛷️，液位傳(chuán)感器采用超聲(shēng)傳感器。超聲式(shi)明渠流量計：采(cǎi)用超聲傳感器(qi)測量流速及液(ye)位。測量準确度(dù)高，适于大型渠(qú)道和涵洞的流(liú)量測量。根據測(ce)量準确度要求(qiú)，超聲速💃🏻度測量(liang)可選擇單聲道(dào)、雙聲道和三聲(sheng)道。超聲式明渠(qú)流量計：采用超(chāo)聲傳感器測量(liàng)流速及液位。測(cè)量準确度高🤩，适(shi)于大型渠道和(hé)涵洞🔞的流量測(ce)量。根據測量準(zhun)确度要🐅求，超聲(shēng)速度測量可選(xuǎn)擇單聲道、雙聲(sheng)道和三聲道。超(chāo)聲💜波流量計一(yī)般不作結算計(ji)量儀表使用，對(duì)于現場🌍計量點(diǎn)損壞生産不能(néng)停機更換，又需(xu)要檢測參數指(zhǐ)導生産的情況(kuang)也往往用到超(chāo)聲波流量計。超(chāo)聲波流量計zui大(dà)優✏️勢是用于大(da)口徑流量🌐測量(liàng)(管徑大于2米)，即(ji)使🔱有些結算用(yong)計量點，經過使(shǐ)用雙方認❄️可，選(xuǎn)用精度高的超(chao)聲💔波流⭐量計，可(kě)以節約成本，并(bìng)減☂️少維❌護量。超(chāo)聲波流量計的(de)選型及應用摘(zhai)要超聲波流量(liàng)計是一種利用(yong)超聲波脈沖♋來(lái)測量流體流量(liang)的速度式流量(liàng)儀表，它從80年代(dài)開始進入我國(guo)工🔆業生産和計(ji)量領域，并在90年(nian)代得到迅速發(fa)展。文章對我佃(diàn)國内市場上出(chu)現了各類超聲(sheng)波流量進行了(le)深入研究分析(xi)，結🔱合多年的實(shí)際應用經驗，系(xì)統闡述了㊙️超聲(shēng)波流量計的分(fen)類方法；從儀表(biǎo)性能、被測介質(zhì)經濟性，實用性(xìng)等方面總結了(le)選用超聲波流(liú)量的原則，并對(dui)應用中如何選(xuǎn)位、安裝、維護提(tí)出🔴具體建議，爲(wèi)用戶合理選擇(ze)和應用超聲波(bo)流量計🆚提供了(le)一些可以借鑒(jian)的經驗和方法(fǎ)。關鍵詞超聲流(liú)量計；換能器；時(shi)差✂️式；安裝方式(shì) 近幾年來，随着(zhe)電子技術、數字(zi)技術的發展，利(li)用超聲波脈沖(chòng)測量流體流量(liàng)的技術發展很(hen)快，基于不同原(yuan)理，适用于不同(tóng)場合的各種型(xíng)式的超聲波流(liú)量計得到了🈲廣(guang)泛應⚽用，同時也(yě)很快，對廣大用(yòng)戶提出如何認(rèn)識超聲🌈波流量(liàng)計♌、怎樣選擇合(hé)适的類型🌐，使用(yòng)中應注意些什(shi)麽🛀🏻問題等一系(xì)列問題，本文綜(zong)合💃國内超聲波(bō)流量計目前的(de)發展情況及多(duō)年應用的實踐(jiàn)，對上述問題進(jìn)行了些探讨。1超(chāo)聲波流量計的(de)分❤️類 超聲波流(liú)量計的各類很(hěn)多👅，依照不同的(de)分類方法，可以(yi)分✉️爲不同類型(xíng)的超聲波流量(liàng)計。 1.1多譜勒式超(chao)聲波流👨‍❤️‍👨量計 換(huàn)能器💔1發射頻率(lǜ)爲f1的超💚聲波信(xìn)号，經過管🤩道内(nèi)液體中的懸浮(fú)顆粒或氣泡後(hou)，頻率發生偏移(yi)，以f2的頻率反射(she)到換能器2，這就(jiu)是多譜勒将就(jiù)，f2與f1之差即😄爲多(duo)譜勒頻差fd。 當管(guǎn)道條件、換能器(qì)安💯裝位置、發💋射(she)頻率、聲速确定(ding)以後，c、f1、θ即爲常數(shù)，流體流速和多(duō)譜㊙️勒頻移成正(zheng)比，通過測量頻(pin)移就可得到流(liu)體流速，進而求(qiu)得🌐流體流量。 1.2時(shí)差式超聲波流(liu)量計 時差式超(chāo)聲波流量計是(shì)利用聲波在流(liu)體中❌順流傳播(bō)和逆流傳播的(de)時👄間差與流體(ti)流速成正比這(zhe)一原理🌏來測量(liang)流體流量的。 2區(qu)别 根據超聲波(bō)流量計使用🚶‍♀️場(chang)合不同，可以分(fèn)爲固定式超聲(sheng)波流量計和便(bian)攜式超聲波流(liú)量計2.1這兩📧類超(chao)聲波流量計的(de)主要區别(1)适用(yong)的⛹🏻‍♀️場合不同 固(gu)定式超聲波流(liú)量計用于安裝(zhuang)在某一固定位(wei)置🆚，對某一特定(dìng)管道内流體的(de)流量進行長期(qī)不間斷的計量(liàng)；便攜式超聲波(bo)流量計具有很(hen)大的機動性，主(zhǔ)要用于對🧑🏽‍🤝‍🧑🏻不同(tong)管🤟道的流體㊙️流(liú)量作臨時性測(cè)量。(2)供電方式不(bu)同 固定式超聲(shēng)波流量計要求(qiu)長期連續運行(háng)，所以要使🏃用220V交(jiāo)流電源🈲，便攜式(shì)超聲波流量計(jì)既可以使用現(xian)場的交流電💁源(yuán)，也備有内置充(chong)電電池，可以連(lian)續工作5～10h［小時］，大(dà)大方便了不同(tong)場合臨時性流(liú)量測量的需要(yào)。(3)部分功能不同(tong) 因定式超聲波(bo)流量計，通常都(dou)有✊4-20mA信号輸出🔱等(děng)功能，供遠傳顯(xian)示使用，但其内(nei)部隻能存貯一(yī)條💋管道的參數(shù)；便攜式超聲波(bō)流量計❤️隻是爲(wei)了現場查看當(dang)時流量和短時(shí)間内的累計流(liu)量🐆，故一般無輸(shū)出信号功能，但(dàn)爲了方便測量(liang)不同管道流量(liàng)，它具有豐富的(de)貯存功能，可以(yi)同👉時存貯數十(shí)條不同♈管道的(de)參數，供随時調(diào)出使㊙️用。2.2換能器(qi)供電方式不同(tong) 可以分爲外貼(tiē)式、插入式、管段(duan)式三種超聲波(bō)流量計。(1)外貼式(shi) 外❄️貼式超聲波(bo)流量計是生産(chǎn)zui早，用戶✨zui熟悉且(qie)應用zui廣泛的超(chāo)聲波流量計，安(ān)裝換能器無需(xu)管道斷流，即貼(tiē)即🏃用，它充分體(ti)現了超聲波流(liú)量計安裝簡單(dan)、使用方便的特(tè)點。(2)管段式🛀🏻 某些(xiē)管道因材質疏(shū)、導聲不😄良，或者(zhe)鏽蝕嚴重，襯裏(lǐ)和管道内空🧡間(jiān)有間隙等原因(yin)，導緻超聲波信(xin)号衰減嚴重，用(yòng)外貼式超聲波(bo)流量計無法正(zhèng)常測量，所以🤟産(chan)生了管段式超(chao)聲🐅波流量計。管(guan)段式超聲波流(liu)量計把換能器(qi)和測量管組成(cheng)一體，解決了外(wai)貼式流量計在(zai)測量中的一個(gè)難題。而且測量(liang)精度也比其它(ta)超聲波流量計(ji)要高，但同時也(yě)犧牲了外貼式(shi)超📱聲波流量計(jì)不斷流安裝這(zhe)一優點，要求切(qiē)開管道安裝換(huan)能❓器。(3)插入式 插(cha)入式超聲波流(liu)量計介于上述(shu)二者中間。在安(ān)裝上可以不斷(duan)流，利用專門工(gōng)具在有水🎯的管(guǎn)道上打孔，把換(huan)能🔞器插入管道(dào)内，完成安裝。由(yóu)于換能器在管(guan)道内，其信号的(de)發射、接受隻💰經(jing)過被測介質，而(ér)不經過管壁和(he)襯裏，所以其測(cè)量不受管質和(he)管♌襯材料限制(zhi)。3超聲波流量計(ji)的選型 超聲波(bō)流🐕量計除上述(shù)各種類型外，近(jin)年來又出🍉現了(le)采用數字化電(dian)路👌的數字式超(chāo)聲波流量計，把(bǎ)換能器和轉換(huàn)器做在一起的(de)一體式超聲波(bo)流量計，等等。面(mian)對衆多類型的(de)超聲波流量計(jì)，用戶要根據實(shí)際情況📐和測量(liàng)需要合理選型(xing)。3.1多譜勒式超聲(shēng)波🔆流量計 隻能(neng)用于測量含📞有(yǒu)适量能反射超(chāo)聲波信号的顆(kē)粒或氣泡的流(liú)體，如工廠排放(fàng)液、未處理的污(wu)水、雜志含量穩(wen)定的工廠過程(cheng)液🈲等。要注意它(ta)對被測介質要(yao)求比較苛刻，即(jí)不能是潔淨🐪水(shui)，同時雜技含量(liàng)要相對穩定，才(cái)可以正常測📧量(liang)，而且不同廠家(jia)的儀表性能及(ji)對被測廠家的(de)要求也不一樣(yang)。選擇此類超聲(sheng)波流量計即要(yao)對被測介質心(xin)中有數，也要對(duì)所⭕選用的超聲(sheng)波流量計的性(xìng)能、精度和對被(bèi)測介質🌈的要求(qiú)有深入的了解(jiě)。3.2便攜式超聲波(bo)流量計 适用于(yú)臨時性測量，主(zhǔ)要用于校對管(guǎn)道上已安裝其(qí)它流量儀表的(de)運行狀态，進行(hang)一個區域内的(de)流體平衡測試(shi)，檢👅查管道的當(dang)時流量情況等(děng)。如果不作固定(ding)安裝，而用于這(zhè)些用途時，選用(yòng)便攜式超聲波(bō)流量計既方便(bian)又經濟。3.3時差式(shi)超聲波流量計(ji) 目前生産zui多、應(ying)用♻️範圍zui廣泛的(de)是時差式超聲(shēng)波流量計。它主(zhu)要用來測量潔(jie)淨的流體流量(liàng)，在自來水公司(si)和工業用水領(lǐng)域，得到廣泛應(yīng)用。此外它也可(ke)以測量💃雜技含(hán)量不高(雜質含(hán)量小于10g/L，粒徑小(xiǎo)于🛀🏻1mm)的均勻流😄體(ti)，如污水等介質(zhi)的流量，而且精(jīng)度可達±1.5%。實際應(yīng)用表明，選用時(shi)差式超聲波🔞流(liu)量計，對相應流(liú)體的測量都可(ke)以達到滿意的(de)效果。3.4管道式超(chao)聲波流量計 精(jing)度zui高，可達到±0.5%，而(er)且不受管道材(cái)質、襯裏的限制(zhì)，适用于流量測(ce)量精度要求高(gao)的場合。但随着(zhe)管徑的增大，成(cheng)本也🌈會随增加(jiā)，通常情況下，選(xuǎn)用中小口徑的(de)管段式超聲波(bō)流量計，較爲經(jīng)濟。3.5固定式超聲(sheng)波流量計 如果(guo)有足夠的安裝(zhuāng)空間，使用插入(ru)式換能器代替(ti)外貼式換能器(qì)，*消除了管☎️襯、結(jié)垢及管壁對🙇‍♀️超(chāo)聲波信号衰減(jian)的影響，測量穩(wen)定性更高，也大(dà)大減小了維護(hù)工作量。而且，由(yóu)于✍️插入式換能(néng)器也可以不斷(duàn)流安裝，所以其(qí)應用正在不斷(duan)推🤩廣。有的廠家(jiā)推出了内部爲(wei)數字化電路的(de)超聲🈚波流量計(jì)，其特點是采用(yong)數字電路處理(lǐ)信号，糾錯能力(lì)增強，取✍️樣及時(shi)，精度提高(模拟(nǐ)電路的精度爲(wèi)±1.5%，數字電路可以(yi)📧達到±1.0%)，而且集成(cheng)度📐提高，儀表體(tǐ)積大大減小，有(you)多種信号輸出(chū)模式供選擇✂️，在(zài)實🈲際應用也取(qu)得了很好🈲的效(xiao)果。用戶在使用(yong)中可以和模拟(ni)電⛱️路的超聲波(bō)流量計進行比(bi)較。超聲波流量(liàng)計的功能選擇(ze)，用🌈戶可以根據(ju)實際情況來确(que)定。如果測量雙(shuang)向流體，一定要(yao)選擇帶有正負(fù)計量功能的超(chao)聲波流量計；如(rú)果用戶需要定(ding)期👄了解✉️流體在(zai)一定時段有流(liú)🔞量情況，可以選(xuan)擇帶打印機的(de)超聲波流量計(jì)。總之，所選擇的(de)超聲波流量計(jì)的功能既要滿(mǎn)足用戶需要🔞，也(ye)不必貪多求全(quán)，造成許多功能(néng)閉置不用，而增(zēng)加購買成本。4超(chāo)🆚聲波流量👣計的(de)應用 超聲波流(liu)量計在應用中(zhong)，需⛹🏻‍♀️要注意以下(xia)幾💋個方面的問(wen)題：4.1正确選擇這(zhe)是超聲波流量(liang)計☂️能夠正常工(gong)作的基礎。如果(guo)選型不當，或會(huì)造成流量無法(fǎ)測量，或者用戶(hu)⛱️使用不做便等(deng)後果。具體選型(xíng)原則，前😘面已做(zuo)了詳細的介紹(shao)。4.2合理安裝換能(neng)器安裝不合理(li)是超聲波流量(liàng)計💔不能正常工(gōng)作的主要原因(yīn)。安裝換能🛀器需(xū)要考慮位置的(de)确✂️定和方式的(de)選擇兩個問題(ti)👈。确🤩定位置時除(chú)保證足夠的上(shàng)、下遊直管段外(wài)，尤其要注意換(huàn)能器盡量避開(kai)有變頻調速嚣(xiao)、電焊機等污染(rǎn)電源的場合。在(zai)安裝方式上，主(zhǔ)要有對貼安裝(zhuāng)方式和V方式、Z方(fāng)式三種。多譜勒(lè)式超聲🔅波流量(liang)計采用對貼式(shì)安🚶‍♀️裝方式，時差(chà)式超聲波流量(liang)計采用V方式和(hé)Z方式，通常💋情況(kuang)下，管徑小于300mm時(shi)，采用V方式安裝(zhuang)，管徑大于200mm時㊙️，采(cǎi)用㊙️Z方式安裝。對(duì)于即可以用V方(fāng)式安裝又可以(yǐ)方式安裝的換(huan)能器，盡量選用(yòng)Z方式。實踐表明(míng)，Z方式安裝的換(huan)能器超聲波信(xin)号強度高，測量(liang)的穩定性也🏃‍♀️好(hǎo)。4.3及時核校㊙️ 對于(yú)現場安裝固定(ding)式超💋聲波流量(liang)計💁數量大、範圍(wei)廣💋的用戶，可以(yi)配備一台同類(lèi)型的便🔞攜式超(chāo)聲波流量計，用(yong)于核校現場儀(yí)表的情況。一是(shi)堅持一裝一校(xiao)，即對每一台新(xīn)裝超聲波流量(liang)計在安裝調試(shì)時進行核校，确(que)保選位好、安裝(zhuāng)好、測量準；二是(shi)對在線運行的(de)超聲波流量計(jì)發🐅生流量突變(biàn)時，要利用便攜(xie)式超聲波流量(liàng)計進行及時核(he)校，查清流量突(tū)變的原因，弄清(qīng)楚是儀表發生(shēng)故障還是流量(liàng)确實發生了變(biàn)化。4.4定期維護☀️與(yu)其他流量儀😘表(biǎo)相比，超聲波流(liú)量計的維護量(liang)是比較小的。對(duì)于外貼換能器(qi)超聲波流量計(ji)，安裝以後🌍無水(shuǐ)壓損失，無潛在(zai)漏水，隻需定期(qi)檢查換能器是(shi)否松動，與管🏒道(dào)之間的粘合劑(ji)是否良好即可(kě)；插入式超聲波(bo)流量計，要定期(qi)清理探頭上沉(chén)積的雜質、水垢(gou)等有無🔞漏水現(xian)象；如果是一體(tǐ)式超聲波流量(liang)計，要檢查流量(liàng)計與管道之間(jian)的法蘭鏈接♊是(shì)否良好，并考慮(lü)現❌場溫度和🈚濕(shī)度對其電子部(bu)件🍓的影響♍，等待(dài)。定期維護可以(yi)确保超聲波流(liú)量計的長期穩(wen)定運行。超聲波(bo)流量計使用中(zhong)注意事項1、瞬時(shí)流量計波動大(da)？ A、信🛀🏻号😍強度波動(dòng)大；B、本身測量流(liú)體波動大； 解決(jué)方法：調整好探(tàn)頭💘位置，提高信(xìn)号強度🌂(保持在(zài)3%以上)保證信号(hào)強度穩定，如本(ben)💛身流體波動大(da)，則位置不好，重(zhòng)新選點，确保*D後(hou)5D的🔅工況要求。2、外(wai)夾式流量計信(xin)号低？管徑過大(dà)，管道㊙️結垢嚴重(zhòng)，或選擇安裝方(fāng)式不對。 解決方(fang)法：對于管徑過(guo)大、結垢嚴重，建(jiàn)議采用插入式(shi)探頭，或選擇“Z"型(xing)安裝方式。3插入(ru)式探頭使用一(yī)段時🔞間後信🈲号(hào)降😍低？可能探頭(tou)發🙇‍♀️生偏移或探(tan)頭表面水垢厚(hou)。 解🈲決方法：重新(xin)調整探頭位置(zhi)，清冼探頭發射(she)面。4、開機無顯示(shì)🌈檢查電源屬性(xing)是否與儀表的(de)額定值相對應(yīng)，保險絲是否⭕燒(shāo)斷，如以上問題(ti)不薦在，對建議(yì)把儀器發回我(wo)司由專業技術(shù)人員檢查。5、開機(jī)後儀表僅有背(bei)光，無任何字符(fu)顯🙇🏻示此情況一(yī)般爲程序芯片(piàn)失，建議把儀器(qi)發回我司進行(hang)處理。6、儀表在現(xiàn)場強幹擾下無(wú)法使用？ 供電電(diàn)源波動範圍較(jiào)大，周圍有變頻(pin)器或強磁場幹(gàn)擾，接地線不正(zheng)确。 解決方法：給(gei)儀表提供穩定(ding)的供電電源，儀(yí)表安裝遠離👈變(biàn)頻器和強磁場(chǎng)幹擾，有良好的(de)接地線。
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