菲格瑞思超声波流量计传感器常识

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涡轮流量传感器 LWGY 系列使用说明书

涡轮流量传感器 LWGY 系列使用说明书

LWGY 涡轮流量传感器LWGYA涡轮流量变送器LWGYB 系列智能涡轮流量计LWGYC 系列智能涡轮流量变送器使用说明书北京菲格瑞思仪表有限公司一、 概述LWGY 系列涡轮流量传感器(以下简称传感器)基于力矩平衡原理,属于速度式流量仪表。

传感器具有结构简单、轻巧、精度高、复现性好、反应灵敏,安装维护使用方便等特点,广泛用于石油、化工、冶金、供水、造纸等行业,是流量计量和节能的理想仪表。

传感器与显示仪表配套使用,适用于测量封闭管道中与不锈钢1Cr18Ni9Ti 、2Cr13及刚玉Al 2O 3、硬质合金不起腐蚀作用,且无纤维、颗粒等杂质的液体。

若与具有特殊功能的显示仪表配套,还可以进行定量控制、超量报警等。

选用本产品的防爆型式(Exm 错误!未找到引用源。

T6),可在有爆炸危险的环境中使用。

传感器适用于在工作温度下粘度小于5×10-6m 2/s 的介质,对于粘度大于5×10-6m 2/s 的液体,要对传感器进行实液标定后使用。

如用户需用特殊形式的传感器,可协商订货,需防爆型传感器时,在订货中加以说明。

二、LWGY 基本型涡轮流量传感器1. 结构特征与工作原理(1) 结构特征传感器为硬质合金轴承止推式,不仅保证精度,耐磨性能提高,而且具有结构简单、牢固以及拆装方便等特点。

(2)工作原理流体流经传感器壳体,由于叶轮的叶片与流向有一定的角度,流体的冲力使叶片具有转动力矩,克服摩擦力矩和流体阻力之后叶片旋转,在力矩平衡后转速稳定,在一定的条件下,转速与流速成正比,由于叶片有导磁性,它处于信号检测器(由永久磁钢和线圈组成)的磁场中,旋转的叶片切割磁力线,周期性的改变着线圈的磁通量,从而使线圈两端感应出电脉冲信号,此信号经过放大器的放大整形,形成有一定幅度的连续的矩形脉冲波,可远传至显示仪表,显示出流体的瞬时流量或总量。

在一定的流量范围内,脉冲频率f 与流经传感器的流体的瞬时流量Q 成正比,流量方程为:kfQ ⨯=3600 式中:f ——脉冲频率[Hz]k ——传感器的仪表系数[1/m 3],由校验单给出。

超声波流量计使用说明

超声波流量计使用说明

超声波流量计使用说明1. 简介超声波流量计是一种非接触式流量测量仪表,利用超声波原理测量流体的流速和流量。

它广泛应用于各个行业,如化工、石油、水处理等领域。

本文档将介绍超声波流量计的基本原理和使用方法。

2. 原理超声波流量计是根据多普勒效应原理工作的。

当超声波信号穿过流体时,会发生频率偏移。

通过测量频率偏移的大小,可以得到流体的流速。

超声波流量计通常由传感器和显示控制器两部分组成。

3. 使用方法3.1 安装传感器在使用超声波流量计之前,需要先安装传感器。

传感器通常安装在流体管道上,需要确保传感器与管道之间没有任何障碍物。

安装传感器时,应注意以下几点:•传感器应与管道垂直安装,以确保测量的准确性。

•传感器与管道之间应有适当的距离,以避免信号衰减。

•传感器的位置应选择在流体流速稳定的区域,避免影响测量结果。

3.2 连接显示控制器将传感器与显示控制器连接。

通常情况下,显示控制器提供了相应的接口和线缆。

按照说明书连接传感器与显示控制器,并确保连接牢固稳定。

3.3 设置参数在连接好传感器和显示控制器之后,需要进行参数设置。

根据实际测量需求,设置超声波流量计的采样频率、工作范围等参数。

不同的流体和管道可能需要不同的参数设置,因此需要根据实际情况进行调整。

3.4 启动测量完成参数设置后,可以启动测量。

显示控制器会实时显示流体的流速和流量。

同时,可以将测量结果通过接口输出,方便进行数据记录和分析。

3.5 定期维护为了保证测量的准确性,需要定期对超声波流量计进行维护。

主要包括清洁传感器表面、检查连接线路是否松动等。

同时,应及时更换损坏的部件,避免影响测量结果。

4. 注意事项4.1 温度影响超声波流量计的测量结果可能会受温度变化的影响。

因此,在使用过程中应注意流体的温度变化。

需根据实际情况对测量结果进行修正,以保证准确性。

4.2 介质要求超声波流量计通常适用于液体介质,如水、油等。

一些特殊介质(如气体、固体颗粒等)可能会影响测量结果。

菲格瑞思LGVH系列锥型流量计相关常识简介

菲格瑞思LGVH系列锥型流量计相关常识简介

菲格瑞思LGVH系列锥型流量计是一种差压型流量仪表,迄今为止以差压原理设计的各种流量仪表已经有一百年的应用历史了,差压原理就是基于密封管道中的能量转换原理,也就是说对稳定流体流量同管道中介质流速的平方根成正比。

主要特点高可靠性:一次件差压装置结构简单、坚固、经久耐用,且防堵性好,配套差压变送器技术发展成熟、稳定可靠。

产品成功应用于工业、能源诸多行业、多种计量场合,全部运行状况良好,测量性能稳定,因产品自身问题引发的故障率为零。

强适应性:菲格瑞思V锥流量计产品对测量条件适应性较强,为其它一切流量计所不及。

这也是锥形管产品在使用过程中能保持高精确度与高可靠性的主要原因之一。

具体表现在以下几点:(1)对被测流体性质、工况及现场环境条件适应性强,不但能高精度地测量洁净的一般性流体,也可以测量高粘度流体、高含湿气体、含固体微粒流体和其它脏污流体,并能适应高温、高压、低温、低压工况条件和强振动等恶劣环境条件。

(2)适测雷诺数范围宽,雷诺数上限无限制,下限也可以很低,因而既可测高流速大流量,也能测低雷诺数小流量,特别是其可测量的流量下限值,远低于旋进旋涡、涡街等流量计。

(3)量程比宽:10:1以上,完全可以满足一般工业、能源计量要求。

(4)对仪表入口前直管段要求低,仅为3D,远远低于孔板、喷嘴及涡街、涡轮等其他速度式流量计.主要技术特性1.精度等级:±0.5%(差压流量变送器精度应高于0.2级,含0.2级)(β:0.45~0.85,当β<0.55,量程比4:1时,精度等级≤0.30)2.重复性:0.1%3.工作压力:0~42MPa4.工作温度:-40~850℃5.环境温度:-40~65℃6.安装直管段要求:前0-3D直管段、后0-1D直管段7.量程比宽:通常为10:1,选择合适的参数可达到50:18.压损小:同样的β值,压损是孔板的1/3-1/5适用介质:菲格瑞思V锥流量传感器广泛的应用于市政、电力、化工、石油化工、冶金、食品加工等行业中流体的流量测量,几乎适用于所有气体、液体介质。

超声波流量计要点-关键可以

超声波流量计要点-关键可以

超声流量计系数 各声道运行状态
检查超声流量计系数是否与检定证书一致。 检查各声道的参数,确认各声道运行是否正常
零流速读数
在零流速下各声道所测得的气体流速是否小于规定 值。
备注 必查 必查 必查 必查 必查 选择
声速
检查超声流量计各声道所测的声速是否稳定在一定 范围内,如果发生跳变,表明存在故障。
必查
5.接线检查:对照厂家提供的系统接线图,检 查所有接线无误。
7 .流量计最高流速不超过30m/s
8 .流量计在启用前要求进行零流量测试,现场 不具备条件应进行工况条件下的零流量测试 (零流量测试就是关闭超声流量计的上、下 游阀门,使流过流量计的气体流速为零,等 管道内气体温度稳定后,读取零流速读数, 每个声道的气体流速至少记录30s,要求零 流速读数应小于12mm/s。)
时,上、下游直管段均应至少10倍管道公称 直径。
►2、 超声流量计表体安装
超声流量计表体安装各厂家要求各不相同, 一般应保证表体水平安装,有的还应将表体 法兰上定位销孔与上、下游直管段相应销孔 对齐。安装时应留有足够的检修空间。
►3 、突入物
超声流量计的内径、连接法兰及其紧邻的上、 下游直管段应具有相同的内径,其偏差应在 管径的±1%以内;
增益值/噪声 (信噪比/信号质量)
增益值主要受压力和超声探头表面污物的影响, 通常情况下增益应该是相对稳定的。若超出超声流 量计说明书中规定的技术范围,则说明超声流量计 不能正常工作。
检查反映背景噪声和/或电噪声量的参数是否稳定 在正常范围值。
若增益或信噪比等超出流量说明书中规定的范围 ,则表明探头表面因被污染而不能正常工作。
►4、内表面
与超声流量计匹配的直管段,其内壁应无锈 蚀及其它机械损伤,在组装之前,应除去超 声流量计及其连接管内的防锈油或沙石灰尘 等附属物。使用中也应随时保持介质流通通 道的干净、光滑。

超声波流量计系统知识介绍

超声波流量计系统知识介绍

四、超声波流量计结构及组成
四、超声波流量计结构及组成
四、超声波流量计结构及组成
Mark II电子数据处理单元: 由电子元件和微处理器系统 组成。它接受超声换能器的 信号,且具有处理测量信号 和显示、输出及记录测量结 果等功能。
二、超声波流量计基本原理
四、超声波流量计结构及组成
四、超声波流量计结构及组成
间也是可以相互转化的
一、超声波流量计基本知识
流量计分类:
容积式流量计
差压式流量计 浮子流量计
涡轮流量计
一、超声波流量计基本知识
流量计分类:
电磁流量计 质量流量计 涡街流量计 超声波流量计
一、超声波流量计基本知识
超声波流量计分类:
根据对信号检测的原理, 目前超声波流量计大致可分传播速度差法(包括:直接时差法、时差法、相位 差法、频差法)波束偏移法、多普勒法、相关法、空间滤波法及噪声法等类型。 其中以噪声法原理及结构最简单,便于测量和携带,价格便宜但准确度较低, 适于在流量测量准确度要求不高的场合使用
4 、计量二次仪表(如流量计算机) 综合上述测量结果,计算出满足贸易交接要求的量值
二、超声波流量计量系统
优点:
二、超声波流量计量系统
优点:
二、超声波流量计量系统
优点:
二、超声波流量计量系统
优点:
二、超声波流量计量系统
优点:
目录
三、超声波流量计测量原理
气体超声波流量计是利用超声脉冲在气流中传播的 速度与气流的速度有对应的关系,即顺流时的超声脉 冲传播速度比逆流时传播的速度要快,这两种超声脉 冲传播的时间差越大,则流量也越大的原理。在实际 工作过程中,处在上下游的换能器将同时发射超声波 脉冲,显然一个是逆流传播,一个是顺流传播。气流 的作用将使两束脉冲以不同的传播时间到达接收换能 器。由于两束脉冲传播的实际路程相同,传输时间的 不同直接反映了气体流速的大小。

超声波流量计的组成

超声波流量计的组成

超声波流量计的组成1. 引言超声波流量计是一种常用于测量液体流速的仪器,它利用超声波的传播特性来确定流体的流速。

本文将介绍超声波流量计的组成部分,包括传感器、信号处理器和显示器等。

2. 传感器超声波流量计的传感器是测量流体流速的关键部件。

传感器通常由发射器和接收器组成。

发射器会发射超声波信号,而接收器则接收反射回来的信号。

根据多普勒效应,当超声波与流体相互作用时,其频率会发生变化。

通过测量接收到的信号频率的变化,可以确定流体的流速。

传感器的设计通常采用了特殊的材料,以确保其对流体的物理性质具有良好的适应性。

此外,传感器还需要具备高灵敏度和高稳定性,以确保测量结果的准确性和可靠性。

3. 信号处理器传感器接收到的超声波信号需要经过信号处理器进行处理,以提取出有关流体流速的信息。

信号处理器通常包括放大器、滤波器和模数转换器等。

放大器用于增强接收到的信号的幅度,以提高信号的可靠性和稳定性。

滤波器则用于去除噪声和干扰,以确保测量结果的准确性。

模数转换器将模拟信号转换为数字信号,以便后续的数字信号处理。

信号处理器还可以根据需要进行其他的信号处理操作,例如校准和校正。

这些操作可以进一步提高测量结果的准确性和可靠性。

4. 显示器显示器用于显示测量结果,通常以数字或图形的形式呈现。

显示器可以直接连接到信号处理器,以实时显示流体的流速。

一些高级的超声波流量计还可以提供其他的显示功能,例如流速曲线、报警信息等。

显示器的设计通常考虑到易读性和操作性。

它通常具有大尺寸的显示屏幕和友好的用户界面,以便用户可以方便地读取和操作测量结果。

5. 其他组成部分除了传感器、信号处理器和显示器外,超声波流量计还可能包括其他的组成部分,以满足特定的应用需求。

例如,一些超声波流量计可能还包括温度传感器,以测量流体的温度。

温度的测量可以对流速进行修正,以提高测量结果的准确性。

另外,一些超声波流量计还可能包括数据存储和通信模块,以便将测量结果保存或传输到其他设备。

超声波流量计注意事项

超声波流量计注意事项超声波流量计是一种用于测量流体流速的仪器,在使用过程中需要注意一些事项。

以下是关于超声波流量计的50条注意事项,并附有详细描述:1. 定期对超声波流量计进行校准,保证测量的准确性。

详细描述:定期对超声波流量计进行校准可以确保其测量精度,避免因时间和使用磨损而导致的误差。

2. 确保超声波传感器位置正确安装在管道上,以便获得准确的流速数据。

详细描述:超声波传感器的正确安装位置对流量计的准确性至关重要,应根据厂家指导手册正确安装在管道上。

3. 定期清洁超声波传感器,确保其表面没有污垢或沉积物影响测量。

详细描述:定期清洁传感器可防止污垢或沉积物影响超声波信号的传输,确保测量的可靠性。

4. 避免超声波传感器受到外部振动或冲击,以免影响其测量精度。

详细描述:外部振动或冲击可能会导致传感器的位置发生变化或损坏,从而影响测量结果的准确性。

5. 注意环境温度对超声波流量计的影响,确保设备在适宜的温度范围内工作。

详细描述:超声波流量计在不同的温度环境下可能会产生误差,因此需要注意并控制好环境温度。

6. 确保超声波流量计的供电稳定,以保证其正常工作。

详细描述:供电不稳定可能导致超声波流量计无法准确测量,因此需要确保其供电稳定。

7. 防止超声波传感器长时间暴露在阳光下,以免影响其性能。

详细描述:长时间暴露在阳光下可能会导致传感器性能衰减或损坏,需要采取遮阳措施。

8. 在使用超声波流量计时,注意避免管道内有气泡或气体影响测量的准确性。

详细描述:气泡或气体可能会影响超声波信号的传播,导致测量结果不准确,因此需注意排气或排气。

9. 定期检查超声波传感器的连接线路是否牢固,避免因连接故障影响测量。

详细描述:松动或损坏的连接线路可能导致传感器无法正常工作,因此需要定期检查和维护。

10. 避免超声波流量计受到强烈的电磁干扰,以免影响其信号传输和测量准确性。

详细描述:强烈的电磁干扰可能会干扰超声波信号的传输,导致测量结果不准确,需要在安装过程中注意隔离和屏蔽设备。

菲格瑞思温度传感器的基础知识了解

关于温度传感器,可能有些朋友们还不了解,需要查询一些知识,下面就为大家提供了温度传感器的基础知识。

一、温度测量的基本概念1、温度定义:温度是表征物体冷热程度的物理量。

温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量,而用来量度物体温度数值的标尺叫温标。

它规定了温度的读数起点(零点)和测量温度的基本单位。

目前国际上用得较多的温标有华氏温标、摄氏温标、热力学温标和国际实用温标。

摄氏温标(℃)规定:在标准大气压下,冰的熔点为0度,水的沸点为100度,中间划分100等份,每等分为摄氏1度,符号为℃。

华氏温标(℉)规定:在标准大气压下,冰的熔点为32度,水的沸点为212度,中间划分180等份每等份为华氏1度符号为℉。

热力学温标(符号T)又称开尔文温标(符号K),或绝对温标,它规定分子运动停止时的温度为绝对零度。

国际温标:国际实用温标是一个国际协议性温标,它与热力学温标相接近,而且复现精度高,使用方便。

目前国际通用的温标是1975年第15届国际权度大会通过的《1968年国际实用温标-1975年修订版》,记为:IPTS-68(REV-75)。

但由于IPTS-68温度存在一定的不捉,国际计量委员会在18届国际计量大会第七号决议授权予1989年会议通过1990年国际ITS-90,ITS-90温标替代IPS-68。

我国自1994年1月1日起全面实施ITS-90国际温标。

1990年国际温标:a、温度单位:热力学温度是基本功手物理量,它的单位开尔文,定义为水三相点的热力学温度的1/273.16,使用了与273.15K(冰点)的差值来表示温度,因此现在仍保留这个方法。

根据定义,摄氏度的大小等于开尔文,温差亦可用摄氏度或开尔文来表示。

国际温标ITS-90同时定义国际开尔文温度(符号T90)和国际摄氏温度(符号t90)。

b、国际温标ITS-90的通则:ITS-90由0.65K向上到普朗克辐射定律使用单色辐射实际可测量的最高温度。

菲格瑞思LDG系列智能电磁流量计的使用常识

菲格瑞思LDG系列HART协议智能电磁流量计的工作原理基于法拉第电磁感应定律。

当导体在磁场内运动时,在与磁场方向、运动方向相互垂直,在导体两端会有感应电动势产生。

电动势的大小与导体运动速度和磁感应强度大小成正比。

主要特点1、流体的测量不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响;2、菲格瑞思智能电磁流量计测量管内无阻碍流动部件,无压损,对安装前后直管段要求较低;3、菲格瑞思智能电磁流量计智能电磁流量计系列公称通径DN10~DN3000。

传感器衬里和电极材料有多种选择;4、转换器采用新颖励磁方式,功耗低、零点稳定、精确度高。

流量范围宽;5、转换器可与传感器组成一体式或分体式;6、转换器采用16位高性能微处理器,2x16LCD显示,参数设定方便,编程可靠;使用范围菲格瑞思智能电磁流量计主要用于测量封闭管道中的导电液体和浆液中的体积流量。

如水、污水、泥浆、纸浆、各种酸、碱、盐溶液、食品浆液等,智能电磁流量计广泛应用于石油、化工、冶金、纺织、食品、制药、造纸等行业以及环保、智能电磁流量计市政管理,水利建设等领域。

安装注意事项1、传感器安装环境的选择电磁流量传感器外壳防护等级一般是IP65(国际GB4208外壳防护等级——防尘防碰水级),其安装场所的选择请参阅第五章第五节。

安装环境的主要要求是:(1)传感器应安装在干燥通风的地方,避免潮湿、容易积水受淹的场所,还应尽量避免阳光直射和雨水直接淋浇。

(2)应尽可能避免安装在周围环境温度过高的地方。

一体型结构的电磁流量计还受制于电子元器件环境温度,要低些。

(3)安装传感器的管道上应无较强的漏电流,应尽可能地远离有强电磁场的设备,如大机电、大变压器等,以免引起电磁场干扰;(4)安装传感器的管道或地面不应有强烈的震动,特别是一体型仪表;(5)安装传感器的地点要考虑工作人员现场维修的空间。

2、转换器安装环境的选择转换器作为现场指示用的现场安装仪表,它的安装场所一般应选择:周围环境温度在-10~45℃间;空气的相对湿度≤85%;安装地点无强烈震动;周围空气不含有腐蚀性气体;转换器应尽量安装在室内。

菲格瑞思LWGY系列涡轮流量计的原理及应用

一、简介LWGY系列涡轮流量计是吸取了国内外流量仪表先进技术经过优化设计,具有结构简单、轻巧、精度高、复现性好、反应灵敏,安装维护使用方便等特点的新一代涡轮流量计,广泛用于测量封闭管道中与不锈钢1Cr18Ni9Ti、2Cr13及刚玉AI2O3、硬质合金不起腐蚀作用,且无纤维、颗粒等杂质,工作温度下运动粘度小于5×10-6m2/s的液体,对于运动粘度大于5×10-6m2/s的液体,可对流量计进行实液标定后使用.若与具有特殊功能的显示仪表配套,还可以进行定量控制、超量报警等,是流量计量和节能的理想仪表.二、工作原理1.涡轮流量计由涡轮、轴承、前置放大器、显示仪表组成。

被测流体冲击涡轮叶片,使涡轮旋转,涡轮的转速随流量的变化而变化,即流量大,涡轮的转速也大,再经磁电转换装置把涡轮的转速转换为相应频率的电脉冲,经前置放大器放大后,送入显示仪表进行计数和显示,根据单位时间内的脉冲数和累计脉冲数即可求出瞬时流量和累积流量。

2.涡轮流量传感器的工作原理是当流体沿着管道的轴线方向流动,并冲击涡轮叶片时,便有与流量qv、流速V和流体密度ρ乘积成比例的力作用在叶片上,推动涡轮旋转。

在涡轮旋转的同时,叶片周期性地切割电磁铁产生的磁力线,改变线圈的磁通量。

根据电磁感应原理,在线圈内将感应出脉动的电势信号,此脉动信号的频率与被测流体的流量成正比。

其中,qv为流体的体积总量,N为流量传感器产生的脉动总数;ξ为流量系数。

3.涡轮流量传感器的重要特性参数,不同的仪表有不同的ξ,并随仪表长期使用的磨损情况而变化;其含义是单位体积流量通过流量传感器时,流量传感器的输出的脉冲数。

4.涡轮流量传感器输出的脉冲信号,经前置于放大器放大后,送入显示仪表,就可以实现流量的测量。

三、特点1.高精确度,一般可达±1%R、±0.5%R,高精度型可达±0.2%R;2.重复性好,短期重复性可达0.05%~0.2%,正是由于具有良好的重复性,如经常校准或在线校准可得到极高的精确度,在贸易结算中是优先选用的流量计;3.输出脉冲频率信号,适于总量计量及与计算机连接,无零点漂移,抗干扰能力强;4.可获得很高的频率信号(3~4kHz),信号分辨力强;5.范围度宽,中大口径可达1:20,小口径为1:10;6.结构紧凑轻巧,安装维护方便,流通能力大;7.适用高压测量,仪表表体上不必开孔,易制成高压型仪表;8.专用型传感器类型多,可根据用户特殊需要设计为各类专用型传感器,例如低温型、双向型、井下型、混砂专用型等;9.可制成插入型,适用于大口径测量,压力损失小,价格低,可不断流取出,安装维护方便。

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超声波流量计传感器是通过检测流体流动对超声束(或超声脉冲)的作用以测量流量的仪表,可广泛应用于石油、化工、冶金、电力、给排水等领域。

下面为您讲述超声波流量计传感器的基本原理及类型。

超声波在流动的流体中传播时就载上流体流速的信息。

因此通过接收到的超声波就可以检测出流体的流速,从而换算成流量。

根据检测的方式,可分为传播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪声法及相关法等不同类型的超声波流量计。

起声波流量计是近十几年来随着集成电路技术迅速发展才开始应用的一种
非接触式仪表,适于测量不易接触和观察的流体以及大管径流量。

它与水位计联动可进行敞开水流的流量测量。

使用超声波流量比不用在流体中安装测量元件故不会改变流体的流动状态,不产生附加阻力,仪表的安装及检修均可不影响生产管线运行因而是一种理想的节能型流量计。

众所周知,目前的工业流量测量普遍存在着大管径、大流量测量困难的问题,这是因为一般流量计随着测量管径的增大会带来制造和运输上的困难,造价提高、能损加大、安装不仅这些缺点,超声波流量计均可避免。

因为各类超声波流量计均可管外安装、非接触测流,仪表造价基本上与被测管道口径大小无关,而其它类型的流量计随着口径增加,造价大幅度增加,故口径越大超声波流量计比相同功能其它类型流量计的功能价格比越优越。

被认为是较好的大管径流量测量仪表,多普勒法超声波流量计可测双相介质的流量,故可用于下水道及排污水等脏污流的测量。

在发电厂中,用便携式超声波流量计测量水轮机进水量、汽轮机循环水量等大管径流量,比过去的皮脱管流速计方便得多。

超声被流量汁也可用于气体测量。

管径的适用范围从2cm到5m,从几米宽的明渠、暗渠到500m宽的河流都可适用。

另外,超声测量仪表的流量测量准确度几乎不受被测流体温度、压力、粘度、密度等参数的影响,又可制成非接触及便携式测量仪表,故可解决其它类型仪表所难以测量的强腐蚀性、非导电性、放射性及易燃易爆介质的流量测量问题。

另外,鉴于非接触测量特点,再配以合理的电子线路,一台仪表可适应多种管径测量和多种流量范围测量。

超声波流量计的适应能力也是其它仪表不可比拟的。

超声波流量计具有上述一些优点因此它越来越受到重视并且向产品系列化、通用化发展,现已制成不同声道的标准型、高温型、防爆型、湿式型仪表以适应不同介质,不同场合和不同管道条件的流量测量。

超声波流量计传感器目前所存在的缺点主要是可测流体的温度范围受超声波换能铝及换能器与管道之间的耦合材料耐温程度的限制,以及高温下被测流体传声速度的原始数据不全。

目前我国只能用于测量200℃以下的流体。

另外,超声波流量计的测量线路比一般流量计复杂。

这是因为,一般工业计量中液体的流速常常是每秒几米,而声波在液体中的传播速度约为1500m/s左右,被测流体流速(流量)变化带给声速的变化量最大也是10-3数量级.若要求测量流速的准确度为1%,则对声速的测量准确度需为10-5~10-6数量级,因此必须有完善的测量线路才能实现,这也正是超声波流量计只有在集成电路技术迅速发展的前题下才能得到实际应用的原因。

超声波流量计传感器由超声波换能器、电子线路及流量显示和累积系统三部分组成。

超声波发射换能器将电能转换为超声波能量,并将其发射到被测流体中,接收器接收到的超声波信号,经电子线路放大并转换为代表流量的电信号供给显示和积算仪表进行显示和积算。

这样就实现了流量的检测和显示。

超声波流量计常用压电换能器。

它利用压电材料的压电效应,采用适出的发射电路把电能加到发射换能器的压电元件上,使其产生超声波振劝。

超声波以某一角度射入流体中传播,然后由接收换能器接收,并经压电元件变为电能,以便检测。

发射换能器利用压电元件的逆压电效应,而接收换能器则是利用压电效应。

超声波流量计传感器换能器的压电元件常做成圆形薄片,沿厚度振动。

薄片直径超过厚度的10倍,以保证振动的方向性。

压电元件材料多采用锆钛酸铅。

为固定压电元件,使超声波以合适的角度射入到流体中,需把元件故人声楔中,构成换能器整体(又称探头)。

声楔的材料不仅要求强度高、耐老化,而且要求超声波经声楔后能量损失小即透射系数接近1。

常用的声楔材料是有机玻璃,因为它透明,可以观察到声楔中压电元件的组装情况。

另外,某些橡胶、塑料及胶木也可作声楔材料。

超声波流量计传感器的电子线路包括发射、接收、信号处理和显示电路。

测得的瞬时流量和累积流量值用数字量或模拟量显示。

根据对信号检测的原理,目前超声波流量计大致可分传播速度差法(包括:直接时差法、时差法、相位差法、频差法)波束偏移法、多普勒法、相关法、空间滤波法及噪声法等类型,如图所示。

其中以噪声法原理及结构最简单,便于测量和携带,价格便宜但准确度较低,适于在流量测量准确度要求不高的场合使用。

由于直接时差法、时差法、频差法和相位差法的基本原理都是通过测量超声波脉冲顺流和逆流传报时速度之差来反映流体的流速的,故又统称为传播速度差法。

其中频差法和时差法克服了声速随流体温度变化带来的误差,准确度较高,所以被广泛采用。

按照换能器的配置方法不同,传播速度差拨又分为:Z法(透过法)、V法(反射法)、X法(交叉法)等。

波束偏移法是利用超声波束在流体中的传播方向随流体流速变化而产生偏移来反映流体流速的,低流速时,灵敏度很低适用性不大.多普勒法是利用声学多普勒原理,通过测量不均匀流体中散射体散射的超声波多普
勒频移来确定流体流量的,适用于含悬浮颗粒、气泡等流体流量测量。

相关法是利用相关技术测量流量,原理上,此法的测量准确度与流体中的声速无关,因而与流体温度,浓度等无关,因而测量准确度高,适用范围广。

但相关器价格贵,线路比较复杂。

在微处理机普及应用后,这个缺点可以克服。

噪声法(听音法)是利用管道内流体流动时产生的噪声与流体的流速有关的原理,通过检测噪声表示流速或流量值。

其方法简单,设备价格便宜,但准确度低。

以上几种方法各有特点,应根据被测流体性质.流速分布情况、管路安装地点以及对测量准确度的要求等因素进行选择。

一般说来由于工业生产中工质的温度常不能保持恒定,故多采用频差法及时差法。

只有在管径很大时才采用直接时差法。

对换能器安装方法的选择原则一般是:当流体沿管轴平行流动时,选用Z法;当流动方向与管铀不平行或管路安装地点使换能器安装间隔受到限制时,采用V法或X法。

当流场分布不均匀而表前直管段又较短时,也可采用多声道(例如双声道或四声道)来克服流速扰动带来的流量测量误差。

多普勒法适于测量两相流,可避免常规仪表由悬浮粒或气泡造成的堵塞、磨损、附着而不能运行的弊病,因而得以迅速发展。

随着工业的发展及节能工作的开展,煤油混合(COM)、煤水泥合(CWM)燃料的输送和应用以及燃料油加水助燃等节能方法的发展,都为多普勒超声波流量计应用开辟广阔前景。

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