超聲波流量計(jì)工作原理和選型

發(fā)布時(shí)間:2025-01-03
流量計(jì)的選型是儀表應(yīng)用中非常重要的工作,在實(shí)際工況應(yīng)用中有2/3的儀表故障是儀表的錯(cuò)誤選型和錯(cuò)誤安裝造成。選擇流量計(jì)時(shí),應(yīng)按照以下步驟進(jìn)行:
(1)首先考慮流體特性,包括溫度、壓力、密度、粘度、電導(dǎo)率等,根據(jù)流體特初選合適的流量計(jì)類(lèi)型。
(2)其次考慮安裝條件,包括直管段要求、振動(dòng)、電氣干擾等對(duì)流量計(jì)測(cè)量精度的影響。
(3)在生產(chǎn)管道上長(zhǎng)期運(yùn)行的接觸式儀表,還應(yīng)考慮流量測(cè)量元件所造成的能量損失。一般情況下,在同一生產(chǎn)管道中不應(yīng)選用多個(gè)壓損較大的測(cè)量元件。
(4)在投資允許的情況下,保證精確測(cè)量的同時(shí),應(yīng)本著節(jié)能高效的原則,確定流量計(jì)的類(lèi)型并選擇質(zhì)量可靠的生產(chǎn)廠(chǎng)家。
超聲波流量計(jì)工作原理:
超聲波在流動(dòng)的流體中傳播時(shí)就載上流體流速的信息。因此通過(guò)接收到的超聲波就可以檢測(cè)出流體的流速,從而換算成流量。超聲脈沖穿過(guò)管道從一個(gè)傳感器到達(dá)另一個(gè)傳感器,就像一個(gè)渡船的船夫在橫渡一條河。當(dāng)氣體不流動(dòng)時(shí),聲脈沖以相同的速度(聲速,c)在兩個(gè)方向上傳播。如果管道中的氣體有一定流速v(該流速不等于零),則順著流動(dòng)方向的聲脈沖會(huì)傳輸?shù)每煨嬷鲃?dòng)方向的聲脈沖會(huì)傳輸?shù)寐?。這樣,順流傳輸時(shí)間td會(huì)短些,而逆流傳輸時(shí)間tu會(huì)長(zhǎng)些。這里所說(shuō)的長(zhǎng)些或短些都是與氣體不流動(dòng)時(shí)的傳輸時(shí)間相比而言;根據(jù)檢測(cè)的方式,可分為傳播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪聲法及相關(guān)法等不同類(lèi)型的超聲波流量計(jì)。
超聲波流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn):超聲波流量計(jì)非接觸式儀表,適于測(cè)量不易接觸和觀(guān)察的流體以及大管徑流量。它與水位計(jì)聯(lián)動(dòng)可進(jìn)行敞開(kāi)水流的流量測(cè)量。使用超聲波流量計(jì),不用在流體中安裝測(cè)量元件,故不會(huì)改變流體的流動(dòng)狀態(tài),不產(chǎn)生附加阻力,儀表的安裝及檢修均可不影響生產(chǎn)管線(xiàn)運(yùn)行因而是一種理想的節(jié)能型流量計(jì)。多普勒法超聲波流量計(jì)可測(cè)雙相介質(zhì)的流量,故可用于下水道及排污水等臟污流的測(cè)量。在發(fā)電廠(chǎng)中,用便攜式超聲波流量計(jì)測(cè)量水輪機(jī)進(jìn)水量、汽輪機(jī)循環(huán)水量等大管徑流量,比過(guò)去的皮脫管流速計(jì)方便得多。超聲被流量汁也可用于氣體測(cè)量。管徑的適用范圍從2cm到5m,從幾米寬的明渠、暗渠到500m寬的河流都可適用。
超聲波流量計(jì)選型
1 多譜勒式超聲波流量計(jì)
只能用于測(cè)量含有適量能反射超聲波信號(hào)的顆?;驓馀莸牧黧w,如工廠(chǎng)排放液、未處理的污水、雜志含量穩(wěn)定的工廠(chǎng)過(guò)程液等。要注意它對(duì)被測(cè)介質(zhì)要求比較苛刻, 即不能是潔凈水,同時(shí)雜技含量要相對(duì)穩(wěn)定,才可以正常測(cè)量,而且不同廠(chǎng)家的儀表性能及對(duì)被測(cè)廠(chǎng)家的要求也不一樣。選擇此類(lèi)超聲波流量計(jì)即要對(duì)被測(cè)介質(zhì)心中 有數(shù),也要對(duì)所選用的超聲波流量計(jì)的性能、精度和對(duì)被測(cè)介質(zhì)的要求有深入的了解。
2 便攜式超聲波流量計(jì)
適用于臨時(shí)性測(cè)量,主要用于校對(duì)管道上已安裝其它流量?jī)x表的運(yùn)行狀態(tài),進(jìn)行一個(gè)區(qū)域內(nèi)的流體平衡測(cè)試 ,檢查管道的當(dāng)時(shí)流量情況等。如果不作固定安裝,而用于這些用途時(shí),選用便攜式超聲波流量計(jì)既方便又經(jīng)濟(jì)。
3 時(shí)差式超聲波流量計(jì)
目前生產(chǎn)最多、應(yīng)用范圍最廣泛的是時(shí)差式超聲波流量計(jì)。它主要用來(lái)測(cè)量潔凈的流體流量,在自來(lái)水公司和工業(yè)用水領(lǐng)域,得到廣泛應(yīng)用。此外它也可以測(cè)量雜技 含量不高(雜質(zhì)含量小于10g/l,粒徑小于1mm)的均勻流體,如污水等介質(zhì)的流量,而且精度可達(dá)±1.5%。實(shí)際應(yīng)用表明,選用時(shí)差式超聲波流量計(jì), 對(duì)相應(yīng)流體的測(cè)量都可以達(dá)到滿(mǎn)意的效果。
4 管道式超聲波流量計(jì)
精度最高,可達(dá)到±0.5%,而且不受管道材質(zhì)、襯里的限制,適用于流量測(cè)量精度要求高的場(chǎng)合。但隨著管徑的增大,成本也會(huì)隨增加,通常情況下,選用中小口徑的管段式超聲波流量計(jì),較為經(jīng)濟(jì)。
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