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超声波流量计的分类特点及选型

点击次数:770  发布时间:2019-12-02

众所周知,超声波流量计是不受流体温度、压力、粘度影响的一种流量计,几乎不受被测介质的各种参数的干扰,测量精度高。同时也可以测量大口径的介质流量。它是不直接和被测介质接触,解决了其它仪表不能测量强腐蚀性、非导电性、放射性及易燃易爆介质的流量测量问题,应用广泛。然而超声波流量计的种类有很多种,可按测量方法、使用场合、安装方式来分类,在选型时,大家可以根据自己的要求来选择合适的超声波流量计。接下来我们就来为大家说一说超声波流量计的分类。

一、超声波流量计分类
  1)按测量方法可分为多普勒超声波流量计、时差式超声波流量计、混合式超声波流量计。

A)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,f2f1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,cf1、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。
   B)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,cL、θ均为常数,测时间差△t即可求出流体流速v进而求流体流量。

C)混合式超声波流量计

混合式超声波流量计采用新式脉冲多普勒法与传播时间差法并用的新一代混合型超声波流量计(非接触式测量)能根据流体状态自动切换进行测量。

2)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、便携式超声波流量计。
  这两类超声波流量计主要区别:

A)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。
  B)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510h[小时],大大方便了不同场合临时性流量测量需要。
  C)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。
 (3)按照安装方式不同可分为外贴式、插入式、管段式超声波流量计。
  A)外贴式
  外贴式超声波流量计是生产较早,用户较熟悉且应用较广泛超声波流量计,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、使用方便特点。
  B)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转换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。
  C)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,而不管壁和衬里,其测量不受管质和管衬材料限制。
  二、超声波流量计选型
  超声波流量计除上述各种类型外,还有新推出的采用数字化电路数字式超声波流量计,把传感器和转换器做一起一体式超声波流量计等。面对如此丰富类型的超声波流量计,如何能够正确的选择合适的型号非常重要。用户要切实按照自己的要求从实际情况出发选择。
  (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。
  (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)时差式超声波流量计
  目前生产较多、应用范围较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%。实际应用表明,选用时差式超声波流量计,对相应流体测量都可以达到满意效果。
  (4)管道式超声波流量计
  精度较高,可达到±0.5%,不受管道材质、衬里限制,适用于流量测量精度要求高场合。但管径增大,成本也会随增加,通常情况下,选用中小口径管段式超声波流量计,较为经济。
  (5)固定式超声波流量计
  有足够安装空间,使用插入式换能器代替外贴式换能器,彻底消管衬、结垢及管壁对超声波信号衰减影响,测量稳定性更高,也大大减小了维护工作量。,插入式换能器也可以不断流安装,其应用正不断推广。

6)数字化电路超声波流量计

其特点是采用数字电路处理信号,纠错能力增强,取样及时,精度提高(模拟电路精度为±1.5%,数字电路可以达到±1.0%),集成度提高,仪表体积大大减小,有多种信号输出模式供选择,实际应用也取了很好效果。用户使用中可以和模拟电路超声波流量计进行比较。

总结

超声波流量计种类丰富,各有各自的优势,在选型的时候要明确工艺的测量要求,不要贪多求全,能够满足测量要求即可,正确的选择,合适的才是好的。

 

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