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超(chāo)聲波流量計的(de)原理及選型
  • 發(fa)布日期：2025-12-01      浏覽次(cì)數：2307
      • 超聲波流量(liàng)計的原理及選(xuan)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(hang)不停産安裝。一(yi)般爲單聲道測(ce)量🏒，爲了提高測(ce)量準确度，可選(xuǎn)擇📞三聲道。管段(duan)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(qì)。外夾式超聲流(liu)量計：能夠完成(cheng)固定和移動測(cè)量。采用耦合劑(ji)(室🤩溫固化的矽(xī)橡膠或高溫長(zhang)鏈聚合油脂)安(an)裝，安裝時不損(sǔn)壞管路。便攜式(shi)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(pèi)接磁性傳感器(qì)。手持式超聲流(liú)量計：體積🔴小，重(zhong)量輕，内置可充(chong)電锂電池，手持(chí)使用，配接磁性(xing)傳感器🎯。防爆型(xíng)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(an)型。即轉換器爲(wèi)防爆型，傳感器(qi)爲本質安全型(xing)。流量測量系統(tǒng)：由多台超聲流(liú)量計和系統主(zhu)站組成。适于多(duo)條💚管路的集中(zhōng)測量。超聲熱量(liàng)計：用于供熱系(xi)統的熱😄量測量(liàng)。電池供電型超(chāo)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(yú)無市電供應的(de)測量場合，一節(jie)電池可使用十(shi)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(liàng)測量，測量傳感(gan)器可采用超聲(sheng)速度傳感器、帕(pà)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(du)傳感器時，可🏃‍♀️測(cè)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(liu)量🏃‍♀️測量，液位傳(chuan)感器采用超聲(shēng)傳感器。超聲式(shì)明渠流量🤟計：采(cai)用🌈超聲傳感器(qi)測量流速及液(yè)位📱。測量準确度(du)高，适于大型⭕渠(qu)道和涵洞的流(liú)量測量。根據測(cè)量準确度要求(qiú)，超聲速度測量(liàng)可🏃‍♂️選擇單聲道(dào)、雙聲道和三聲(sheng)道。超聲式明渠(qu)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(he)涵🐪洞的流量測(cè)量。根據測量準(zhǔn)确度要求，超聲(sheng)速度測量可選(xuǎn)擇單聲道、雙聲(shēng)道和三聲道。超(chāo)聲🤩波流量計一(yi)般不作結算計(jì)量儀表使用，對(dui)于現場計量🚶‍♀️點(diǎn)損壞生産不能(néng)停機更換🐕，又需(xū)要檢測參數指(zhi)導生産的情況(kuang)也往往用到超(chao)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(liang)(管徑大于2米)，即(ji)使有些結算㊙️用(yòng)計🍉量點，經過使(shi)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(zhāi)要超聲🎯波流量(liang)計是一種利用(yong)超聲波脈沖來(lai)測🌈量流體💁流量(liàng)的速度式流量(liang)儀表，它從80年代(dai)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(fā)展。文章對🛀🏻我佃(diàn)國内市場上出(chu)現了各類超聲(shēng)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(xi)統闡述了📱超聲(shēng)波流量計的分(fen)類方法；從儀表(biao)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(duì)應用中如何選(xuǎn)位、安裝、維護提(ti)出具體建議，爲(wei)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(liu)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(zì)🌈技術的發🆚展，利(li)用超聲波👅脈沖(chong)測量流體流量(liang)的技術發展很(hen)快，基于不同原(yuán)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(ye)很快，對廣大用(yong)戶💰提出如何認(ren)識超聲波流量(liang)計💃🏻、怎樣選擇合(he)适的類型，使用(yòng)中應注意些什(shí)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(hen)多，依照不同的(de)分類方法，可以(yi)分爲不同類型(xing)的超聲波流量(liang)計。 1.1多譜勒式超(chao)聲♊波⭐流🚶‍♀️量計 換(huan)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(hòu)，頻率發生偏移(yi)，以f2的頻率反射(shè)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(dìng)以後，c、f1、θ即爲常數(shù)，流體流速和多(duo)譜👈勒頻移成正(zhèng)比，通過測量頻(pín)移就可得到流(liu)體流速，進而求(qiú)得🏃🏻‍♂️流體流量。 1.2時(shi)差式超聲波流(liu)量計 時差式超(chao)聲波流💚量👉計是(shi)利❌用聲波在流(liú)體中順流傳播(bo)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(liàng)流體流量的。 2區(qu)别 根據超聲波(bo)流量計使用🐆場(chǎng)合不同，可以分(fen)爲固定式超聲(shēng)波流量計和便(bian)攜式超聲波流(liú)量計2.1這兩🚶‍♀️類超(chāo)聲🔴波流量計的(de)主要區别(1)适用(yòng)的場合不同 固(gù)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(tóng)管道的流體流(liu)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(qiú)長期連續運行(hang)，所以要使用220V交(jiao)流電源，便攜式(shì)超🈚聲波流量計(ji)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(tóng)場合臨💃時性流(liú)量測量的需要(yao)。(3)部分功能不同(tóng) 因定式超聲波(bō)流量計，通常都(dou)有🌈4-20mA信号輸出等(deng)功能，供遠傳顯(xian)示使用，但其内(nèi)部隻能存貯一(yi)條管道的參數(shù)；便攜式超聲波(bo)流量計隻是爲(wèi)了現場查看當(dāng)時🍓流量和短時(shí)間内的累計流(liu)量🔴，故一般無輸(shu)出信号功能，但(dàn)爲了方便測量(liàng)不同管道流量(liang)，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(qì)🌂供🔞電方式不💋同(tong) 可以分爲外貼(tie)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(chan)zui早，用戶zui熟悉且(qiě)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(tie)即用，它充分體(ti)現了超聲波流(liu)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(shu)、導聲不良，或者(zhe)鏽蝕嚴重，襯裏(li)和管道内空間(jian)有間隙等原因(yin)，導緻🧡超聲波信(xìn)号衰減嚴重，用(yòng)外‼️貼式超聲波(bō)流量計無法正(zheng)常測量，所以産(chan)生了管段式超(chāo)聲波流量計。管(guan)段式超聲波流(liú)♋量計把💘換能器(qi)和測量管組成(cheng)一體，解決了外(wài)貼式💔流量計在(zai)測🏃量中的一個(gè)難題。而且測量(liàng)精度也比🔴其它(tā)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(ji)不斷流安裝這(zhè)一優點，要求切(qiē)開管道安裝換(huan)能器。(3)插入式 插(chā)入式超聲波流(liú)量計介于上述(shù)二者中間。在安(ān)裝上可以不🐇斷(duan)流，利用專門工(gong)具在有水的管(guǎn)道上打孔，把換(huàn)能器插入管道(dao)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(jīng)過被測介質，而(ér)不經過管壁和(hé)襯裏，所以其測(ce)量不受管✊質和(hé)管襯材料限制(zhì)。3超聲波流量計(jì)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(chao)聲波流量計，把(bǎ)換能器和轉☀️換(huan)器做在一起的(de)一㊙️體式超聲波(bō)流量計，等等。面(mian)對衆多類型的(de)超聲波流量計(ji)，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(néng)用于測量含有(yǒu)适量能反射超(chāo)聲波信号♌的顆(ke)粒🈲或氣泡的流(liú)體，如工廠排放(fang)液、未處理的污(wū)水、雜志✍️含量穩(wěn)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(shuǐ)，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(jí)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(qiu)有深入的了解(jiě)。3.2便攜式超聲波(bō)流量計 适用于(yu)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(zhe)🈲些用途時，選用(yong)便攜式超聲波(bō)流量計既方便(biàn)又經濟。3.3時差式(shì)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(zhǔ)要用來測量潔(jie)淨☂️的流體流量(liang)，在自來水公司(si)和工業用水領(lǐng)域，得到廣泛應(ying)用🌈。此外它也可(ke)以測量雜技含(han)量不高(雜質含(hán)量小于10g/L，粒徑小(xiǎo)于1mm)的均勻流體(tǐ)，如污水等介質(zhì)的流量，而且精(jīng)度可達±1.5%。實際應(ying)用表明，選用時(shí)差式超聲波流(liu)量計，對相應流(liu)體的測量都可(kě)以達到滿💚意的(de)效果。3.4管道式超(chāo)聲波流量計 精(jīng)度zui高，可達到±0.5%，而(er)且🛀🏻不受管道材(cái)質、襯裏的限制(zhi)，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(jia)，通常情況下，選(xuan)用中小口徑的(de)管段式超聲波(bo)流量計，較🤟爲經(jīng)濟。3.5固定式超聲(shēng)波🙇‍♀️流量計 如果(guo)有足夠的安裝(zhuang)空㊙️間，使用插入(rù)式換能器代替(tì)外貼式換能器(qì)，*消除了管襯、結(jié)垢及管壁對超(chao)聲波信号衰❌減(jian)的影響，測量穩(wen)定性更🔴高，也大(da)大減小了維護(hù)☁️工作量。而🐪且，由(you)于插入式換能(néng)器也可以不斷(duan)流安裝，所以其(qi)應用正在不斷(duàn)推📐廣。有的廠家(jiā)推出了内部爲(wèi)數字化電路的(de)超聲👣波流量計(jì)，其特點是采用(yòng)數字電路處理(li)信号，糾錯能力(li)增強，取🧑🏾‍🤝‍🧑🏼樣及時(shí)，精☁️度提高(模拟(ni)電路的精度爲(wei)±1.5%，數字電路可以(yǐ)達到±1.0%)，而且集成(chéng)度提高，儀表體(tǐ)積大大減小，有(you)多種信号輸出(chu)模式供選擇，在(zai)實際應用也取(qǔ)得了很好的效(xiào)果。用戶在使用(yòng)中✏️可以和模拟(nǐ)電路的超聲波(bo)流🍓量計進行比(bi)較。超聲波流量(liang)計的功能選擇(ze)，用🔴戶可以根據(jù)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(chāo)聲💁波流量計；如(ru)果用戶需要定(dìng)期了解🔴流體在(zài)一定時段有流(liu)量情況，可以選(xuǎn)擇帶打印機的(de)超聲波流量計(ji)。總之，所💋選擇的(de)超聲波流量計(ji)的功能既要滿(mǎn)足用戶需要，也(yě)不必貪多求全(quan)，造成許多功能(néng)閉置不用，而增(zeng)加購買成本🏒。4超(chao)聲波流量計的(de)應用 超聲波流(liu)量計在應用中(zhōng)，需要注意以下(xià)幾🚶個方面的問(wèn)題：4.1正确選擇這(zhè)是超聲波流量(liang)計能夠正常工(gōng)作的基礎。如果(guǒ)選🌏型不當，或會(huì)造成流量無法(fa)測量，或者用戶(hù)使用不做便等(děng)後果。具體選型(xíng)原則，前面已做(zuò)了詳細的介紹(shào)。4.2合理安裝💃換能(néng)器安裝不合理(li)是超聲波流量(liang)計🧑🏾‍🤝‍🧑🏼不能正常工(gōng)作的主要原因(yin)。安裝換能器🏃🏻‍♂️需(xu)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(shang)、下遊直管段外(wai)，尤其要注意換(huàn)能㊙️器盡量避開(kai)有變頻調速嚣(xiāo)、電焊機等污染(rǎn)電源的場合。在(zài)安裝方式上，主(zhu)要有對貼安裝(zhuāng)方式和V方式、Z方(fang)式三種。多譜勒(lè)式超聲波流量(liàng)計采用對貼式(shi)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(kuàng)下，管徑小于300mm時(shí)，采用V方式安裝(zhuāng)，管徑大于200mm時，采(cǎi)用Z方式🈲安裝。對(dui)于即可以用V方(fāng)式安裝又可以(yǐ)方式安裝的換(huàn)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(liàng)的穩定性也❓好(hao)。4.3及時核校 對于(yu)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(lei)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(liàng)計在安裝調試(shi)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(bian)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(qing)楚是儀表發生(sheng)故障還是流量(liàng)确實發生了變(biàn)化。4.4定期維護💃🏻與(yǔ)其他流量儀表(biǎo)相比，超聲波流(liu)量✍️計的維護量(liàng)是比較小的。對(dui)于外貼換能器(qì)超聲波流量計(ji)，安裝以後🈚無水(shui)壓損失，無潛在(zài)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(ke)；插入式超聲波(bō)流量計，要定期(qī)清理探頭上沉(chen)積的雜質、水垢(gòu)等有無漏水現(xian)象；如果是一體(tǐ)🐅式💋超聲波流量(liàng)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(lǜ)現🧑🏾‍🤝‍🧑🏼場溫度和🏃🏻濕(shi)度對其電子部(bù)件的影響，等待(dai)。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(shi)流量計波動大(da)？ A、信号強度波動(dong)大；B、本身測量🌏流(liú)體波動大； 解決(jué)方法：調整好探(tan)頭🈲位置，提高信(xin)号強度(保持在(zai)3%以上)保證信号(hào)強度穩定，如本(běn)身🆚流體波動大(da)，則位置不好，重(zhòng)新選點，确保*D後(hòu)5D的工況要求。2、外(wài)夾🈚式流量計㊙️信(xìn)号低？管徑過大(dà)，管道結垢嚴重(zhong)，或選擇安💔裝方(fāng)式不對。 解決方(fang)法：對于管徑過(guò)大、結垢👌嚴重，建(jian)議采用插入式(shì)探頭，或選擇“Z"型(xíng)安裝方式。3插入(ru)式探頭使👌用一(yi)段時間後信号(hào)降低？可能探頭(tóu)發生偏移或探(tàn)頭表面水垢🧑🏾‍🤝‍🧑🏼厚(hou)。 解👄決方✨法：重新(xīn)調👅整探頭位置(zhi)，清冼探頭發射(shè)面。4、開機無顯示(shì)檢🏃‍♀️查電源屬性(xìng)是否與儀表的(de)額定值❗相對應(yīng)，保險絲是否㊙️燒(shao)斷，如以上問題(ti)不💁薦在，對建議(yi)把儀器發回我(wo)司由專業🈲技術(shu)人員檢查。5、開機(ji)後✊儀表僅有背(bei)光，無任何字符(fú)顯示此情況一(yī)般爲程序芯片(pian)失🥵，建議把儀器(qi)發回我司進行(háng)處理。6、儀表在現(xiàn)場強幹擾下無(wu)法使用？ 供電電(diàn)源波動範圍較(jiào)大，周圍有變頻(pín)器或強磁場幹(gan)擾，接地線不正(zhèng)确👉。 解決方法：給(gěi)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(chang)幹擾，有良好的(de)接地線。
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