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发表人：久恒隆仪表 |
发表时间：2011/11/13 18:28:00 |
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| 本栏论题： |
超声波流量计原理及现场应用介绍 [2465] |
超声波流量计是利用超声波脉冲来测量流体流量的速度式流量仪表，超声波流量计从80年代开始进入我国工业生产和计量领域，并在90年代得到迅速发展。只要能传播声音的流体均可以用超声波流量计测量；超声波流量计可以测量高粘度液体、非导电性液体或气体的流量，其测量流速的原理是：超声波在流体中的传播速度会随被测流体流速而变化。超声波流量计一般不作结算计量仪表使用，对于现场计量点损坏生产不能停机更换，又需要检测参数指导生产的情况也往往用到超声波流量计。超声波流量计最大优势是用于大口径流量测量（管径大于 2 米 ），即使有些结算用计量点，经过使用双方认可，选用精度高的超声波流量计，可以节约成本，并减少维护量。
一、各种超声波流量计主要特点说明
1、插入式超声流量计：插入式超声流量计可不停产安装和维护。采用陶瓷传感器，使用专用钻孔装置进行不停产安装。一般为单声道测量，为了提高测量准确度，可选择三声道。
2、管段式超声流量计：需切开管路安装，但以后的维护可不停产。可选择单声道或三声道传感器。
3、外夹式超声流量计：外夹式超声流量计能够完成固定和移动测量。采用专用耦合剂（室温固化的硅橡胶或高温长链聚合油脂）安装，安装时不损坏管路。
4、便携式超声流量计：便携式超声流量计便携使用，内置可充电锂电池，适合移动测量，配接磁性传感器。
5、手持式超声流量计：手持式超声流量计体积小，重量轻，内置可充电锂电池，手持使用，配接磁性传感器。
6、防爆型超声流量计：防爆超声流量计用于爆炸性环境液体流量测量，为防爆兼本安型。即转换器为防爆型，传感器为本质安全型。
7、流量测量系统：由多台超声流量计和系统主站组成。适于多条管路的集中测量。
8、超声热量计：用于供热系统的热量测量。
9、电池供电型超声流量计：采用一节锂电池供电的一体式超声流量计。适于无市电供应的测量场合，一节电池可使用十年，具有多种测量功能。
10、超声式明渠流量计：采用超声传感器测量流速及液位。测量准确度高，适于大型渠道和涵洞的流量测量。根据测量准确度要求，超声速度测量可选择单声道、双声道和三声道。
二、超声波流量计的分类
超声波流量计的各类很多，依照不同的分类方法，可以分为不同类型的超声波流量计。
1.1、多谱勒式超声波流量计
换能器1发射频率为f1的超声波信号，经过管道内液体中的悬浮颗粒或气泡后，频率发生偏移，以f2的频率反射到换能器2，这就是多谱勒将就，f2与f1之差即为多谱勒频差fd。
当管道条件、换能器安装位置、发射频率、声速确定以后，c、f1、θ即为常数，流体流速和多谱勒频移成正比，通过测量频移就可得到流体流速，进而求得流体流量。
1.2、时差式超声波流量计
时差式超声波流量计是利用声波在流体中顺流传播和逆流传播的时间差与流体流速成正比这一原理来测量流体流量的。
2、区别
根据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和便携式超声波流量计。
2.1固定式超声波流量计和便携式超声波流量计的主要区别
(1)适用的场合不同
固定式超声波流量计用于安装在某一固定位置，对某一特定管道内流体的流量进行长期不间断的计量；便携式超声波流量计具有很大的机动性，主要用于对不同管道的流体流量作临时性测量。
(2)供电方式不同
固定式超声波流量计要求长期连续运行，所以要使用220V交流电源，便携式超声波流量计既可以使用现场的交流电源，也备有内置充电电池，可以连续工作5～10h［小时］，大大方便了不同场合临时性流量测量的需要。
(3)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的参数；便携式超声波流量计只是为了现场查看当时流量和短时间内的累计流量，故一般无输出信号功能，但为了方便测量不同管道流量，它具有丰富的贮存功能，可以同时存贮数十条不同管道的参数，供随时调出使用。
2.2 换能器供电方式不同
可以分为外贴式、插入式、管段式三种超声波流量计。
(1)外贴式超声波流量计
外贴式超声波流量计是生产最早，用户最熟悉且应用最广泛的超声波流量计，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、使用方便的特点。
(2)管段式超声波流量计
某些管道因材质疏、导声不良，或者锈蚀严重，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，所以产生了管段式超声波流量计。
管段式超声波流量计把换能器和测量管组成一体，解决了外贴式流量计在测量中的一个难题。而且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。
(3)插入式超声波流量计
插入式超声波流量计 介于上述二者中间。在安装上可以不断流，利用专门工具在有水的管道上打孔，把换能器插入管道内，完成安装。由于换能器在管道内，其信号的发射、接受 |
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