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產品知識

超聲波流量計

發布時間:2022-10-31 14:45:03 人氣:


定義

超聲波流量計是通過檢測流體流動對超聲束(或超聲脈沖)的作用以測量流量的儀表。


信號檢測原理

根據對信號檢測的原理超聲流量計可分為傳播速度差法(直接時差法、時差法、相位差法和頻差法)、波束偏移法、多普勒法、互相關法、空間濾法及噪聲法等。

超聲流量計和電磁流量計一樣,因儀表流通通道未設置任何阻礙件,均屬無阻礙流量計,是適于解決流量測量困難問題的一類流量計,特別在大口徑流量測量方面有較突出的優點,它是發展迅速的一類流量計之一。

優缺點


折疊優點

超聲波流量計是一種非接觸式儀表,它既可以測量大管徑的介質流量也可以用于不易接觸和觀察的介質的測量。它的測量準確度很高,外夾式安裝最高也可以達到±0.5%的精度,幾乎不受被測介質的各種參數的干擾,尤其可以解決其它儀表不能的強腐蝕性、非導電性、放射性及易燃易爆介質的流量測量問題。

折疊缺點

現今所存在的缺點主要是可測流體的溫度范圍受超聲波換能鋁及換能器與管道之間的耦合材料耐溫程度的限制,以及高溫下被測流體傳聲速度的原始數據不全。2010年前我國只能用于測量200℃以下的流體。另外,超聲波流量計的測量線路比一般流量計復雜。這是因為,一般工業計量中液體的流速常常是每秒幾米,而聲波在液體中的傳播速度約為1500m/s左右,被測流體流速(流量)變化帶給聲速的變化量最大也是10-3數量級.若要求測量流速的準確度為1%,則對聲速的測量準確度需為10-5~10-6數量級,因此必須有完善的測量線路才能實現,這也正是超聲波流量計只有在集成電路技術迅速發展的前題下才能得到實際應用的原因。

超聲波流量計由超聲波換能器、電子線路及流量顯示和累積系統三部分組成。超聲波發射換能器將電能轉換為超聲波能量,并將其發射到被測流體中,接收器接收到的超聲波信號,經電子線路放大并轉換為代表流量的電信號供給顯示和積算儀表進行顯示和積算。這樣就實現了流量的檢測和顯示。

超聲波流量計換能器的壓電元件常做成圓形薄片,沿厚度振動。薄片直徑超過厚度的10倍,以保證振動的方向性。壓電元件材料多采用鋯鈦酸鉛。為固定壓電元件,使超聲波以合適的角度射入到流體中,需把元件放入聲楔中,構成換能器整體(又稱探頭)。聲楔的材料不僅要求強度高、耐老化,而且要求超聲波經聲楔后能量損失小即透射系數接近1。常用的聲楔材料是有機玻璃,因為它透明,可以觀察到聲楔中壓電元件的組裝情況。另外,某些橡膠、塑料及膠木也可作聲楔材料。折疊


超聲波流量計的優勢特點

1.安裝方便

外夾式安裝,無需切管。這與傳統的流量設備非常不同。用戶只需將流量傳感器夾在管道表面即可。然后超聲波流量計可以通過超聲波檢測流量,然后自動計算流速值、流量累加器等。

不會切管意味著不會損壞管道。所以只有管道狀況良好,流量計上的安裝就不會提供泄漏的可能性。這個優點更適用于強酸、強堿、中毒、腐蝕性液體等。

傳統的機械流量計必須使用活動部件來"感應"流量。這將破壞流狀態。同時,隨著運動部件的使用,流量精度會下降。隨著使用,運動部件會變壞,用戶必須更換新的流量測量裝置。

超聲波流量計沒有運動部件,不需要接觸流體,因此沒有壓力損失。無壓力損失意味著您不需要做壓力補償,它可以節省壓力變送器的成本。

2.寬量程比

量程比是流量測量中一個非常重要的技術指標。它用于指流量范圍,通常由流量技術/原理決定。

傳統流量計量程比小,如渦輪流量計為10:1,孔板流量計為3:1,PD流量計為10:1等。但超聲波流量計通常為100:1,部分型號可達500:1。

3.低流量啟動

自從流量測量可用以來,低流量測量一直是一個難題。對于小尺寸的管道,人們可以開發特殊的流量裝置進行測試。但由于特殊性,其價格總是很高,不易推廣到普遍應用。

超聲波流量計可以為過程控制提供非常低的流量測量。已經開發了各種類型的超聲波流量計用于低流量測量。

4.精度更高

超聲波流量計其長期精度被證明優于傳統的機械流量計。當然,如果外夾式超聲波流量計不能滿足您對精度的極端要求,管段式和插入式超聲波流量計是更好的選擇。

5.低功耗設計

超聲波技術為開發低功耗超聲波流量計提供了可能。這一特性在超聲波水表和超聲波熱量表中起著重要的作用。內置3.6V電池,可工作6-10年。

6. 便攜式流量測量方便

便攜式超聲波流量計由于功耗低和測量方式的鉗制,因此應運而生。便攜式超聲波流量計為流量測試和流量測量提供了很大的方便。它是一個強大的工具。迅升便攜式超聲波流量計內置高性能鋰電池,最多可以連續使用16個小時。

7.HVAC能量管理,降低您的成本

超聲波流量計提供先進和精確的能量測量,廣泛用于供暖通風與空氣調節(HVAC)管理中的水能量監測。流量傳感器與能量傳感器結合,形成能量測量表,且無需損壞管道。高精度和穩定的性能有助于降低能源成本。

8. 使用成本低

很多用戶的第一印象可能是先進的流量計總是價格高。首查可能高于機械流量計。但加上安裝費、使用壽命和維護費,它的總成本并不高,甚至更低。


功能

  1. 在數據上可測量并記錄流量的正負值,流量計會保存正累積量和負累積量,保證被測流量凈累積量的準確度。
  2. 在通信上可以選擇豐富的通訊協議,4-20mA、脈沖、繼電器、RS485、Modbus、M-bus、Hart、批量控制器等,通過協議將數據傳到PC或者云端,實現物聯,不同的通訊協議適用于各個不同的環境工況中。
  3. 在維護巡檢上可導出檢測管道數據,數據包含測量時間、流量、流速、正負凈累積量,最低可設置1秒間隙導出,適合管道巡檢工作。
  4. 在安裝選擇上可選擇外夾式、管段式和插入式,不同的工況所需要的安裝方式不同,可保持整體一致性。
  5. 在被測流體上可測量非導電流體和腐蝕性流體,選擇外夾式超聲波流量計對管道不會有破壞,不會導致后期管道泄露的情況發生。

折疊

概況

超聲波流量計一般用于需要知道管道流量數據的工程,選擇分為兩種,多普勒適用于明渠、多雜質,多氣泡的液體測量,時差法適用于少量雜質,相對純凈的滿管道液體測量。

具體工程還是要看需求,像是一般的自來水廠、污水廠、火電廠、煉鋼廠等大量用水的都會用到,又像是太陽能電廠,清洗機,食品加工廠都也會用到迅升小管徑的超聲波流量計。

所以說到底,只要是用到液體流量,又有需要知道流量數據的管道,都需要用到流量計。

折疊環境

  1. 多普勒法適用于異相含量不太高的雙相流體,例如:未處理污水、工廠排放液、臟流程液;通常不適用于非常清潔的液體。

折疊注意事項


超聲波流量計正確選型才能保證超聲波流量計更好的使用。選用什么種類的超聲波流量計應根據被測流體介質的物理性質和化學性質來決定,使超聲波流量計的通徑、流量范圍、襯里材料、電極材料和輸出電流等都能適應被測流體的性質和流量測量的要求。

1、精密功能檢查

精度等級和功能根據測量要求和使用場合選擇儀表精 度等級,做到經濟合算。比如用于貿易結算、產品交接和能源計量的場合,應該選擇精度等級高些,如1.0級、0.5級,或者更高等級; 用于過程控制的場合,根據控制要求選擇不 同精度等級;有些僅僅是檢測一下過程流量,無需做精確控制和計量的場合,可以選擇精度等級稍低的,如1.5級、2.5級,甚至 4.0級,這時可以選用價格低廉的插入式超聲波流量計。

2、可測量的介質

測量介質流速、儀表量程與口徑 測量一般的介質時,超聲波流量計的滿度 流量可以在測量介質流速0.5-12m/s范圍內 選用,范圍比較寬。選擇儀表規格(口徑)不一 定與工藝管道相同,應視測量流量范圍是否,在流速范圍內確定,即當管道流速偏低,不能滿足流量儀表要求時或者在此流速下測量準 確度不能保證時,需要縮小儀表口徑,從而提 高管內流速,得到滿意測量結果。


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