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超聲波流量(liang)計的原理及選型(xing)
  • 發布日期：2025-12-01      浏覽次(ci)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(kě)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(cheng)固定和移動測量(liang)。采用耦合劑(室溫(wēn)固化的矽橡膠或(huò)高溫長鏈聚合油(yóu)脂)安裝，安裝時不(bú)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(dòng)測📱量，配接🧑🏽‍🤝‍🧑🏻磁性傳(chuán)感器。手持式🚶超聲(sheng)流量計：體積小，重(zhong)量輕，内置可充電(dian)锂電池，手持使用(yòng)，配接👅磁性傳感器(qi)。防爆型超聲流量(liang)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(bao)型，傳感器爲本質(zhì)安全型。流🧡量測量(liàng)系統：由多台超聲(shēng)流量計和系統主(zhu)站⭕組成。适于多條(tiáo)🐆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(dian)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(yong)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(cè)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(yan)、矩形堰和全寬堰(yan)，并采用超聲液❄️位(wèi)測量。該系統明渠(qu)流量計測量準确(què)、可靠。采用超聲速(sù)度傳感器時，可🧑🏾‍🤝‍🧑🏼測(cè)量大型渠道或涵(han)洞的液體流量。堰(yàn)槽式明渠流量計(jì)：可使用帕氏槽、P-B槽(cáo)、三角堰、矩形堰、全(quan)寬堰進行明渠流(liú)量測量，液位傳感(gǎn)器采用超聲傳感(gǎn)器。超聲☁️式明渠流(liú)量計：采用超聲傳(chuan)感器測量流速及(jí)液位。測量準确度(du)高💜，适于大型🔴渠道(dao)和涵洞的流量測(ce)量。根據測量準确(què)度要求，超聲速度(dù)測量可選擇單聲(sheng)道、雙聲道和三聲(shēng)道。超聲式明渠流(liu)量計：采用♉超聲傳(chuan)感器測量流速及(ji)液位。測量準确度(du)高，适于大型渠道(dao)和涵🈲洞的流量測(ce)量。根據測量準确(que)度要🐕求，超聲速度(dù)測量可選擇單聲(sheng)道、雙聲道和三聲(shēng)道。超聲波流量計(ji)一般不作結算計(ji)量儀表使用，對于(yú)現場計量點損壞(huai)生産不能停❗機更(gèng)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(shi)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(bō)流量計，可以節約(yuē)成本，并減👄少維☂️護(hu)量。超聲波流量計(ji)的選型及應用摘(zhāi)要超聲波流量計(jì)是👉一種利用超聲(sheng)波脈沖來測量流(liú)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(dé)到迅速發展。文章(zhāng)對我佃國☂️内市場(chǎng)上出現了各類超(chāo)聲波流量進行♻️了(le)深入研究分析，結(jié)合多年的實際應(ying)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(zhi)經濟性，實用性等(deng)方面總結了選用(yòng)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(wèi)用戶合理選擇和(he)應用超聲波流量(liàng)計‼️提供了一些可(kě)以借鑒的經驗和(he)方法。關鍵詞超聲(shēng)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(chāo)聲波流量計得到(dao)了廣泛應用，同時(shí)也很快，對廣大用(yòng)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(yì)些什麽問題等一(yī)系列問題，本文綜(zong)合國内超聲波流(liu)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(liang)計的各類很多，依(yi)照不同的分類方(fāng)法，可以分爲不同(tóng)類型的超聲波流(liú)量計。 1.1多譜勒式超(chāo)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(pao)後，頻❄️率發生偏移(yí)，以f2的頻率反射到(dao)換能器2，這就是多(duō)譜勒将就，f2與f1之差(cha)即爲多譜勒頻差(chà)fd。 當管道條件、換能(néng)器安裝位置、發⭐射(shè)頻率、聲速确定以(yi)後，c、f1、θ即爲常數，流體(tǐ)流速和多譜🐪勒頻(pín)移成正比，通過測(cè)量頻移就可得到(dao)流體流速🏒，進而求(qiu)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(chuán)播和🈲逆流傳播的(de)時🏃‍♀️間差與流體流(liu)速成正比這一原(yuán)理來測量流體流(liú)量的。 2區别 根據超(chāo)聲波流量計使用(yòng)場合不同，可以分(fèn)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(zhè)兩類超聲波流量(liang)計的主要區别(1)适(shi)用的場合不同 固(gù)定式超聲波流⁉️量(liàng)計用于安裝在某(mou)一固定位置，對某(mǒu)一🥵特定管道内流(liu)體的流量進行長(zhang)期不間斷的計量(liàng)；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(liu)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(bian)攜式超🌏聲波流量(liang)計既可以使用現(xian)場✔️的交流電源，也(yě)備有内置充電電(diàn)池，可以連續工作(zuò)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(yao)。(3)部分功⭕能不同 因(yin)定式超聲波流量(liàng)計，通常都有4-20mA信号(hào)輸出等功能，供遠(yuan)傳顯示使用，但其(qí)内部隻能存貯一(yī)條🍓管道的參數；便(biàn)攜式超聲波流量(liang)計隻是爲了現場(chǎng)👄查看🐉當時流量和(hé)短時間内的累計(jì)流量，故一般無輸(shu)出⁉️信号功能，但爲(wèi)了方便測量不同(tóng)管道流量，它⁉️具有(yǒu)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(chū)使用。2.2換能器供電(diàn)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(liú)量計是生産zui早，用(yong)戶zui熟悉且應用🐕zui廣(guang)泛的超聲波流量(liàng)計，安裝換能器無(wú)🐉需管道斷流，即貼(tie)即🍓用，它充分體現(xian)了超聲波流量計(ji)安裝💯簡單、使用方(fang)便的特點。(2)管段式(shi) 某些管道因材質(zhì)疏、導聲不良，或者(zhě)鏽蝕嚴重，襯裏和(hé)⛹🏻‍♀️管道内空💔間有間(jiān)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(zheng)常測量，所以産生(sheng)了管段式超聲波(bō)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(wài)貼式🏃🏻‍♂️流量計在測(ce)量中的一個難題(ti)。而且測量精度也(ye)比其它超聲波流(liu)量計要高，但同時(shi)也犧牲了外貼式(shi)超⚽聲波流量❄️計不(bú)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(bō)流量計介于上述(shu)二者中間。在安裝(zhuang)上可以不斷流，利(li)用專門工具在有(yǒu)水的管道上打孔(kong)，把換能器插入管(guǎn)道内，完成安裝。由(you)于換能器在管道(dào)内，其信号的發🏃🏻‍♂️射(shè)、接受隻經過被測(cè)介質，而不經過管(guan)壁和襯裏，所以其(qí)🌐測量不受管質和(he)管襯材料限制。3超(chāo)聲波流量計的選(xuǎn)型 超聲波流⭐量計(jì)除上述各種類型(xíng)外，近年來又出現(xiàn)了采用數字化電(dian)路的數字式超聲(shēng)波流量計，把換能(neng)器和轉🐅換器做在(zai)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(qing)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(zhī)能用于測量含有(yǒu)适⛹🏻‍♀️量能反射超聲(shēng)波信号的顆粒或(huò)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(cheng)液等。要注意它對(duì)被測介質要求比(bi)較苛刻，即不能是(shì)潔淨水，同時雜技(ji)含量要相對穩定(ding)，才可以正常測量(liang)，而👄且不同廠家的(de)儀表性能及對被(bei)測廠家的😍要求也(ye)不一樣。選擇此類(lei)超聲波流量計即(jí)要對被測介質心(xīn)中💃有數，也要對所(suǒ)選用的超聲波流(liú)量計的性能、精度(dù)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(bo)流量計 适用于臨(lín)時性測量，主要用(yong)于校對管道上已(yǐ)安💃裝其它流量儀(yi)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(xuǎn)用便攜式超聲波(bō)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(chāo)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(yè)用✍️水領域，得到廣(guǎng)泛應用。此外它也(yě)可以測量雜技含(han)量不高(雜質含量(liàng)小于10g/L，粒徑小于1mm)的(de)均勻流體，如污水(shuǐ)等介質的流量，而(ér)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(dao)滿⛱️意的效果。3.4管道(dao)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(dù)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(duan)式超聲波流量計(jì)㊙️，較爲經濟。3.5固定式(shi)超聲波♻️流量計 如(ru)果有足夠的安裝(zhuang)空間，使用插入式(shi)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(da)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻減小了維護⚽工作(zuò)量。而且，由于插入(ru)式換能器也可以(yi)不斷流安裝，所以(yi)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(shi)采用數字電路處(chù)理信号，糾錯能力(lì)增🈚強，取🤩樣及時，精(jīng)度提高(模拟電路(lù)的精度爲±1.5%，數字電(diàn)路可以達到±1.0%)，而且(qie)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(hěn)好的效果。用戶在(zài)使用中🥵可以和模(mo)拟🈲電路的超聲波(bō)流量計進行比較(jiao)。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(bo)流量計；如果用戶(hù)需要定期了解流(liu)體在一定時段有(you)流量情況，可以選(xuǎn)擇帶打印機的超(chao)💘聲波流量計。總之(zhi)，所☔選擇的超聲波(bo)流量計的功能既(jì)要滿足用戶需要(yào)㊙️，也不必貪多求全(quán)，造成許多功能閉(bi)置不用，而增加🌈購(gou)買成本。4超聲波流(liú)量計的應用 超聲(sheng)波流量計在㊙️應用(yòng)中，需要注♻️意以下(xià)幾👣個方面的問題(tí)：4.1正确選擇🛀這是超(chāo)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(fa)測量，或者用戶使(shi)用不做便等後果(guo)。具體選型原則，前(qián)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(wei)置的确⛹🏻‍♀️定和方式(shì)的選擇兩個問題(tí)‼️。确定位✉️置時除保(bao)證足夠的上、下遊(yóu)直管段外，尤其要(yào)注意換能器盡量(liàng)避開有變頻調速(sù)嚣、電焊機等污染(ran)電🌐源的場合。在安(an)裝✍️方式上，主要有(yǒu)對貼安裝方🏒式和(he)V方式、Z方式三種。多(duō)譜勒式超聲波流(liú)量計采用對貼式(shì)安裝方式，時差式(shì)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(cǎi)用Z方式♉安裝。對于(yu)即可以用V方式安(an)裝又可以方式安(ān)裝的換👌能器，盡量(liàng)選用Z方♻️式。實踐表(biǎo)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(hé)校 對于現場安裝(zhuang)固定式超聲波流(liu)量計數量大、範圍(wéi)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(xiàn)場儀表的情況。一(yi)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(háng)核校💞，确保選位好(hǎo)、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(yào)利用便攜式超聲(shēng)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(gù)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(liàng)儀表相比，超聲波(bō)流量🌐計的維護量(liàng)是比較小的。對于(yú)外貼換能器超聲(shēng)波流量計，安裝以(yǐ)後無水壓損失👈，無(wu)潛在漏水，隻需定(ding)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(yao)定期清理探頭上(shang)沉積的雜質、水垢(gou)等有無🧑🏾‍🤝‍🧑🏼漏水現象(xiàng)✉️；如果是一體式超(chāo)聲波流量計，要檢(jian)查流量計與管道(dào)之間的法蘭鏈接(jiē)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(shēng)波流量計的長期(qī)穩定運行。超聲🧑🏾‍🤝‍🧑🏼波(bō)流🐕量計使用中注(zhù)意事項1、瞬時流量(liàng)計波動大？ A、信🙇‍♀️号💛強(qiang)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(wěn)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(jia)🌈式流量計⚽信号低(dī)？管徑過大，管道結(jié)垢嚴重，或選擇安(ān)裝方式不對。 解決(jue)方法：對于管徑過(guo)大、結垢嚴重，建議(yì)采用插入式探🌈頭(tou)，或選擇“Z"型安裝方(fāng)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(tàn)頭💔位置，清冼探頭(tou)發射面。4、開機無顯(xian)示🤩檢查電源屬性(xing)是否與儀表的額(é)定值🧑🏾‍🤝‍🧑🏼相對應，保險(xian)絲是否燒斷，如以(yi)上問題不薦在，對(duì)建議把儀器發回(huí)我司由專業🔴技術(shù)人員檢查。5、開機後(hòu)☂️儀表僅有背光，無(wú)任何字符顯示此(cǐ)情況一般爲程序(xù)芯片失🌈，建議把儀(yí)器發回我司進行(háng)處🔞理。6、儀表在⛷️現場(chǎng)強幹擾下無法使(shi)用？ 供電電源波動(dong)範圍較大，周圍有(you)變頻器或強磁場(chang)幹擾，接地線不正(zhèng)确。 解決方法：給儀(yi)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(hao)的接地線。
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