插入式超声波流量计在供水大口径管道中的应用

摘要在供水系统计量中，工业流量测量普遍存在着大管径、大流量测量困难的问题，机械式水表使用较多，大管径流量的水表存在误差较大，计量不准，无校验手段。本文探讨在供水大口径管道中应用超声波流量计，并对该性能进行分析对比，提高供水计量的准确性。

关键词插入式；超声波；供水；应用

前言

插入式超声波流量计的应用技术近年来发展迅速，以其安装方便、维护量小、适用量程范围广、无接触测量等优点广泛应用于石化行业。它克服了时差式电磁流量计应用在大口径管道存在的仪表故障率高、计量不准确的缺点，满足了计量的需要。根据现场应用的经验对这种超声波流量计的特性及应用中可能影响测量精度的一些问题进行分析。

1 超声波流量计的工作原理及性能

（1）超声波流量计的构成超声波流量计由超声波换能器、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计算。实现流量的检测和显示。

（2）插入式超声波流量计的特点测量管内无活动部件和阻流元件，无附加压力损失；测量过程与液体的温度、密度、压力及导电无关；可采用不停水深入管壁内安装方式；不接触流量测量仪表，测量过程传感器元件不接触被测流体，不阻流，无腐蚀，寿命长。不受杂散点信号干扰；检定周期为三年，其他流量计一般为半年或一年。插入式传感器流量计，主要技术特点是不使用耦合剂，被测管道内壁垢对测量无影响，测量准确度達到1.0级，安装是将声头插入至被测管道内部，从内壁看大约露出5mm左右，不阻流，不增加管道的压力损失。声头带有防护罩，用于能量转换（电声相互转换）的压电陶瓷通过该报护罩向被测液体发射和接收声波信号，该报护罩起到了抗冲击、防腐、耐磨作用，并具有良好的透声性能[1]。

2 影响流量计测量精度的因素

（1）上下游直管段长度对测量精度的影响标定系数K是雷诺数的函数，流体从层流过渡到紊流，流速分布不均匀，标定系数K将产生较大的变化，引起测量精度下降，根据生产商要求，换能器应安装在上游直管段为10D（D为管线直径），下游直管段为5D的位置，对于上游存在泵、阀等设备时直管段的长度，要求“距离紊流、震动、热源、噪音源和射线源越远越好”。

手持式超声波流量计说明书

目录 1. 概述 (1) §1.1 引言 (1) §1.2 主要特点 (1) §1.3 工作原理 (1) §1.4 装箱单（标准配置） (2) §1.5 正面视图 (3) §1.6 典型用途 (3) §1.7 数据的完整性和内置时钟 (3) §1.8 产品的识别 (4) §1.9 基本技术参数 (4) 2.开始测量 (5) §2.1 内置电池 (5) §2.2 通电 (5) §2.3 键盘 (6) §2.4 窗口操作 (6) §2.5 快速输入管道参数步骤 (7) §2.6 传感器安装位置的选择 (9) §2.7 传感器的安装 (10) §2.7.1 传感器的安装距离 (10) §2.7.2 V方式安装传感器 (10) §2.8.3 Z方式安装传感器 (11) §2.8.4 W方式安装传感器 (11) §2.8.5 N方式安装传感器 (12) §2.8 检查安装 (12) §2.8.1 信号强度 (12) §2.8.2 信号质量（信号良度） (13) §2.8.3 总的传输时间和时差 (13) §2.8.4 传输时间比 (13) 3.菜单窗口详解 (14) §3.1 菜单窗口简介 (14) §3.2 菜单窗口详解 (15) 4.怎样使用 (20) §4.1 怎样判断流量计是否工作正常 (20) §4.2 怎样判断管道内的液体流动方向 (20) §4.3 怎样改变系统的测量单位制 (20) §4.4 怎样选择流量单位 (20) §4.5 怎样选择累积器倍乘因子 (20)

§4.6 怎样打开和关闭累积器 (21) §4.7 怎样实现流量累积器清零 (21) §4.8 怎样恢复出厂设置 (21) §4.9 怎样使用阻尼器稳定流量显示 (21) §4.10怎样使用零点切除避免无效累积 (21) §4.11怎样静态校准零点 (21) §4.12怎样修改仪表系数（标尺因子）标定校准 (22) §4.13怎样使用密码保护 (22) §4.14怎样使用内置数据记录器 (22) §4.15怎样使用频率输出功能 (22) §4.16怎样设置累积脉冲输出 (23) §4.17怎样产生输出报警信号 (23) §4.18怎样使用蜂鸣器 (24) §4.19怎样使用OCT输出 (24) §4.20怎样修改日期时间 (24) §4.21怎样调整LCD显示器的对比度 (25) §4.22怎样使用RS232串行口 (25) §4.23怎样查看每日、每月、每年流量 (25) §4.24怎样使用工作计时器 (25) §4.25怎样使用手动累积器 (25) §4.26怎样了解电池剩余电量的工作时间 (25) §4.27怎样给电池充电 (25) §4.28怎样查看电子序列号和其他细节 (26) 5.问题处理 (27) §5.1硬件上电自检信息及原因对策 (27) §5.2工作时错误代码（状态代码）原因及解决办法 (27) §5.3 其他常见问题问答 (28) 6. 联网使用及通信协议 (30) §6.1 概述 (30) §6.2 流量计串行口定义 (30) §6.3 通信协议 (30) §6.4 功能前缀和功能符号 (32) §6.5 键值编码 (33) 7. 质量保证及服务维修支持 (34) §7.1 质量保证 (34) §7.2 公司服务 (34) §7.3 软件升级服务 (34)

超声波流量计常见安装问题及解决方案

超声波流量计常见安装问题及解决方案一、外夹式传感器系搜不到信号的解决办法 1.常见问题的检查常规问题检查检查输入参数检查耦合剂1、用户是否使用耦合剂 2、使用耦合剂的厚度是否够，安装外夹传感器管道处理面积小安装点中心位置2~3mm厚，处理面积较大安装点中心位置需4~5mm厚的耦合剂。（注，高温环境要选择高温耦合剂）准确完成10~26 号菜单的设置。获得传感器的正确安装距离，这个距离是指两传感器的最内边缘距离。准确的输入参数对测量的准确性至关重要。管道表面处理传感器调试管外欲安装传感器的区域（一个安装点的处理面积和探头大小差不多即可，另一个安装点的处理面积应该是探头大小的2、3 倍。以便于调试信号。）清理干净，除掉锈迹和油漆。如有防锈层也应去掉，最好用打磨机打磨出金属光泽，再用干净抹布擦去油污和灰尘。1、在处理面积较小的安装点的中心位置涂抹2-3mm 厚的随机附带的耦合剂，把传感器紧贴在管壁上粘好，注意传感器的发射方向要正确，传感器和管壁之间不能有空气及沙砾。粘完后用钢带或钢丝绳紧固 2、在处理面积较大的安装点的中心位置涂抹4-5mm 厚的随机附带的耦合剂，以中心点为基准首先在水平方向轻微移动传感器找到信号强度和Q 值的最大值，然后在垂直方向轻微移动传感器找到信号强度和Q 值的最大值。然后轻微调整传感器的发射角度找到信号强度和Q 值的最大值。这时就可以将外夹式传感器定位。安装距离

考虑安装点问题满管测量点的流体必须充满管段，否则测量值会偏大或者不能测量。 1、两个传感器应该安装在管道轴面的水平方向上 2、选择流体垂直向上流动的安装点；选择流体斜向上流动的安装点；选择管道系统中的最低点安装。稳流管道远离泵出口、半开阀门，上游10D，下游5D（D为外管径）；距离泵出口、半开阀门30D。达不到稳流条件的标准要求，下列情况也可以尝试测量： 1、泵出口、半开阀门和安装点之间有弯头或者缓冲装置； 2、泵的入口、阀门的上游； 3、流体的流速为中、低流速。（低流速：流速<1m/s；中流速：流速为1-2m/s；高流速：流速＞2m/s）结垢要尽量避免选择管道内壁结垢的地方作为安装点。如果无法避开结垢的安装点 1．更换一段测量点的管道。 2．用锤子用力敲击测量点的管道直到测量点的信号明显增大。 3．选用Z法测量，并把结垢设置为衬里以取得更好的测量精度。温度、干扰1、尽量选择温度更低的安装点。 2、尽量远离这些干扰源：变频器、电台、电视台、微波通讯站、手机基站、高压线等 3、不要和变频器采用同一路电源，应采用隔离的电源，给主机供电

外夹式便携式超声波流量计

外夹式便携式超声波流量计价格优惠，专业生产销售厂家：郑州南北仪器设备有限公司（南北设备集团）智能涡街流量计/金属管浮子流量计/ 涡轮流量计/超声波流量计/电磁流量计/超声波流量计专业生产销售厂家：郑州南北设备有限公司外夹式超声流量计在固定安装点，针对具体固定管道使用, 管外安装，传感器和测量介质没有接触，与压力、黏度、介质是否腐蚀性无关，无须停流截管安装，安装快捷，维护与检定简便。大、中、小型传感器适合不同口径管道，标准温度、高温传感器适合不同温度介质,传感器安装固定采用仪表配套的不锈钢钢带，传感器安装时需要使用配套专用的耦合剂。有标准型和隔爆型可供选择。高温可达250℃。变送器和传感器手持式超声流量专用于外夹测量小管径 K型传感器的特点： ? K型传感器属专利产品，独家产品； ?采用圆形包箍卡装结构设计，安装简易方便； ?传感器超声波发射/接收面与管道呈完全管道实际圆形接触； ?接触面大，信号强度好，耦合面大，稳定可靠，抗震性能好。 ?适用管径规格： K1—适用于DN15～25 K2—适用于DN20～32 K3—适用于DN32～50 主要技术指标变送器电源110V AC、220V AC、24VDC、太阳能供电流速范围可0 ～12m/s（计量认证为0.3～5m/s）

扩展输出 4～20mA输出、脉冲输出（累积流量）、继电器输出、数据存贮器、标准RS232或RS485、可选配Hart协议、ModBus 协议(接口和协议用户订货时申明) 误差 ±0.5% R（流速＞0.5 m/s) ±0.005 m/s （流速＜0.5 m/s）灵敏度流量：0.0003m/s 重复性0.1%R 防爆标志ExdIIBT6，证号：GYB081506 变送器型式分体式（可选隔爆式），可在管道上一体安装（订货时申明）尺寸与重量标准型(mm)：260×193×80 重量(Kg)：＜2.5 隔爆型(mm)：310×226×127 重量(Kg)：＜5.0 传感器介质种类实际上几乎所有相对纯净的液体传感器温度标准-40℃～121℃；高温-40℃～250℃ 信号电缆（标准）6m，可选最长300m 管径规格（小管径）DN15～50 （标准）DN40～1000 （大管径）DN1000～4500 （K型）DN15～50 尺寸与重量小型尺寸(mm)：42×25×25 重量(Kg /对)：＜0.1 标准尺寸(mm)：60×43×43 重量(Kg /对)：＜0.5 大型尺寸(mm)：80×53×53 重量(Kg /对)：＜1.0 附件耦合剂1支

插入式超声波流量计安装调试方法简述

插入式超声波流量计安装调试方法简述一、数据输入步骤：（1）首先用盒尺量出被测管路的周长。（2）打开仪表，接通电源，仪表显示超声波流量计版本号或菜单第一项内容。（3）=-------------；再按10仪表显示输入管道外周长，将用盒尺测量出的周长直接输入。例：周长为318mm，直接按3、1、8 （4）仪表显示管外径。（5）（6）例：管路为碳钢，即仪表显示0 （具体材质见说明书9 （76）。（86）。（95，插入 B型探头”，输入方法同（6）（10Z法安装”，（11 （12）40号窗口，窗口显示阻尼系数，输 (13)号窗口，窗口显示低流速切除值，按确认键后输，（141，固化参数并总使用” 二、传感器安装点的选择：测量点要尽量选择距上游10倍直径，下游5倍直径以内均匀直管段，没有任何阀门、弯头、变径等干扰流场装置，流体必须为满管。三、安装方法： 1、Z方式安装：以管路周长为200mm为例侧视图侧视图截面图（1）在管路一面外侧划一长十字为A点，以十字为中心用盒尺向另一侧量

出1/2周长，即100mm，该点为B 如安装距离为25mm，从A点向一侧量出25mm为C点和上面一样从B点向另一侧量出管路1/2周长为D点，B、D两点连接，D点划十字，A、D两点即为两个探头安装点，B、C两点也可为两个探头安装点，以现场情况而定。（2）插入式探头则以A、D两点为中心焊接好探头底座。确保焊接周边不渗水，漏水。底座螺纹上顺时针缠绕生料带或油麻，再将球阀通过丝扣连接于底座上，旋开球阀。安装开孔工具，开钻打孔，孔打通后，缓慢向外旋出钻头，并迅速关闭球阀（也可再迅速开启、关断球阀，放出少量水以冲出打孔时的残留铁屑）根据钻头的进深，确定管壁及结垢总厚度。根据管壁及结垢厚度，确定探头的插入深度；旋转探杆，调节声楔面收发波束角度（插入式探头的安装方式详见 Z 水流方向 Z 水流方向俯视图（接线嘴同时向上） 2显示上游= 下游= Q值= 上游、下游为信号强度，应大于60以上。上、下游数据接近。Q值为信号质量，应在60以上。如信号强度不理想，应旋转一侧探头一圈（向内或向外），同时观查信号强度变化，75-85之间最好。如还不行，应检查流体内是否含有大量气泡，或流体不满管。例：上游= 下游= Q值=70(Q值总在60-80之间变化)为好。 100%，最次在（100±3）%范围内波动。详情请参看说明唐山天泽仪表有限公司开发部

超声波流量计的应用

淮安嘉可自动化仪表有限公司超声波流量计的应用现阶段，我国流量测量技术的发展越来越快，各种先进的流量仪表也已经有效地应用于工业生产当中，但是不同的流量仪表其使用性能具有一定的差异性，适用范围也各不相同，而超声波流量计则可以广泛地应用于各类场合，并且适用于农业、污水处理等多个领域。 1、超声波流量计工作原理在流体传播过程中，超声脉冲的速度一般会和流体速度有着密切的联系，也就是顺流速度大于逆流速度，脉冲传播如果存在较大的时间差，其流量也会随之增大。因此，才可以进行流量测量。在进行操作时，无论是上游还是下游的传感器，都会发射出一定的超声波脉冲，但是二者有所不同，主要表现为一个为逆流，而另一个为顺流。受到流体影响，两束脉冲到达换能器的时间也会具有一定的差异性。但是因为二者实际路径一致，所以传输时间的差异也可以表现出流体的实际流速。应用时差法进行测量时，需要将两个传感器用于发射和接收信号。将传感器设置在管线时，二者会实施声信号通讯，在进行工作时，则会进行发射和接收。如果管内流体处于静止状态，则顺流、逆流的传播时间保持一致。如果液体处于流动状态，则顺流信号进行传播时，时间会低于逆流。在此过程中，顺流、逆流进行传播时，其时间差和实际流速呈现为正比状态。 2、超声波流量计特点

淮安嘉可自动化仪表有限公司在使用超声波流量计时，无需进行接触，同时在流体中没有阻碍件存在，不会对流束产生任何影响，同时也不会造成任何压力损失，能够有效的应用于不同的流体，尤其是黏度较高、腐蚀性较强的流量。除此之外，超声波流量计也可以有效的应用于气体流量，针对大口径流量进行测量时具有良好的优势特征。但该流量计也存在着缺点，在其对流体温度进行测量时，容易受到耦合材料的影响。除此之外，超声波流量计在进行实际测量时，其线路十分复杂。

超声波流量计的选型与分类

超声波流量计的选型与分类关键词：超声波流量计选型与分类多普勒便携式流量计固定式时差式超声波流量计是一种利用超声波脉冲来测量流体流量的速度式流量仪表。近几年来，随着技术的发展，利用超声波脉冲测量流体流量的技术发展很快，基于不同原理，适用于不同场合的各种超声波流量计得到了广泛应用，同时也对广大用户提出如何进一步的了解超声波流量计、怎样选择合适的超声波流量计，使用过程中，应该注意些哪些问题等等，上海森逸技术人员结合现国内超声波流量计的发展情况及多年来现场应用经验，对上述问题进行了探讨。超声波流量计选型与分类：选型主要有以下几点：管道壁厚、外径，介质，管内流量是否含有杂质，测量介质的温度，测量介质为气体时，还需要知道气体的压力，除此之外，还应根据用户实际情况和测量需要合理选型。 1、多普勒超声波流量计换能器经过管道内液体中的悬浮颗粒或气泡后，频率发生偏移，当管道条件、换能器安装位置、发射频率、声速确定以后，通过测量频移就可得到流体流速，进而求得流体流量。只能用于测量含有适量能反射超声波信号的颗粒或气泡的流体，如工厂排放液、未处理的污水、杂志含量稳定的工厂过程液等。要注意它对被测介质要求比较苛刻，即不能是洁净水，同时杂质含量要相对稳定，才可以正常测量，而且不同厂家的仪表性能及对被测厂家的要求也不一样。选择此类超声波流量计即要对被测介质心中有数，也要对所选用的超声波流量计的性能、精度和对被测介质的要求有深入的了解。 2、便携式超声波流量计主要用于校对管道上已安装其它流量仪表的运行状态，进行一个区域内的流体平衡测试，检查管道的当时流量情况等。如果不作固定安装，而用于这些用途时，选用便携式超声波流量计既方便又经济。 3、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。目前生产最多、应用范围最广泛的是时差式超声波流量计。它主要用来测量洁净的流体流量，在自来水公司和工业用水领域，得到广泛应用。 4、管道式超声波流量计精度最高，可达到±0.5%，而且不受管道材质、衬里的限制，适用于流量测量精度要求高的场合。但随着管径的增大，成本也会随增加，通常情况下，选用中小口径的管段式超声波流量计，较为经济。 5、固定式超声波流量计如果有足够的安装空间，使用插入式换能器代替外贴式换能器，彻底消除了管衬、结垢及管壁对超声波信号衰减的影响，测量稳定性更高，也大大减小了维护工作量。而且，由于插入式换能器也可以不断流安装，所以其应用正在不断推广。有的厂家推出了内部为数字化电路的超声波流量计，其特点是采用数字电路处理信号，纠错能力增强，取样及时，精度提高(模拟电路的精度为±1.5%，数字电路可以达到±1.0%)，而且集成度提高，仪表体积大大减小，有多种信号输出模式供选择，在实际应用也取得了很好的效果。用户在使用中可以和模拟电路的超声波流量计进行比较。超声波流量计的功能选择，用户可以根据实际情况来确定。如果测量双向流体，一定要选择带有正负计量功能的超声波流量计；如果用户需要定期了解流体在一定时段有流量情况，可以选择带打印机的超声波流量计。总之，所选择的超声波流量计的功能既要满足用户需要，也不必贪多求全，造成许多功能闭置不用，而增加购买成本。

超声波流量计

超声波流量计一、超声波流量计工作原理: 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。超声脉冲穿过管道从一个传感器到达另一个传感器，就像一个渡船的船夫在横渡一条河。当气体不流动时，声脉冲以相同的速度（声速，C）在两个方向上传播。如果管道中的气体有一定流速V（该流速不等于零），则顺着流动方向的声脉冲会传输得快些，而逆着流动方向的声脉冲会传输得慢些。这样，顺流传输时间tD 会短些，而逆流传输时间tU会长些。这里所说的长些或短些都是与气体不流动时的传输时间相比而言；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。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。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

超声波流量计原理及应用

超声波流量计原理及应用超声波流量计原理及应用吐尔逊古丽（独山子石化公司炼油厂仪表车间新疆独山子833600 ）摘要：超声波流量计广泛应用于我厂各生产装置，其检测的介质有水、烃类、碱液等。我厂采用的超声波流量计有国产、国外的多种型号和规格。和传统的机械式流量仪表、电磁式流量仪表相比它的计量精度高、对管径的适应性强、非接触流体、使用方便、易于数字化管理等等。文章讨论了利用超声波流量计测量液体流量的有关问题，重点阐明了超声波流量计的测量原理、分类，安装、使用。

一.超声波流量计原理：超声波流量计广泛应用于我厂各生产装置，其检测的介质有水、烃类、碱液等。我厂采用的超声波流量计有国产、国外的多种型号和规格。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。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。超声波流量计由超声波换能器、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。

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。超声波流量计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。二、超声波流量计特点：优点：它是一种非接触式流量测量仪表，可测量液体、气体介质的体积流量，除具有电磁流量计的优点（无压力损失、不干扰流场、能测量强腐蚀性介质、含杂质污物的介质等）夕卜，还可测量非导电介质的流量，而且不受流体压力、温度、粘度、密度的影响；通用性好，同一台表可测不同口径的管道内的介质流量；安装维修方便，不需要切断流体，不影响管道内流体的正常流通。安装时不需要阀门、法兰、旁通管等；特别适用于大口径管道的流量测量，由于没有压力损失，节能效果显著。缺点：安装时不能离震动原太近，容易影响探头的测量；在测量水的流量时，由于水常时间在管道中容易产生水垢，对探头信号强度有影响；还不能测量悬浮. 三?超声波的分类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。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。除了

超声波流量计安装方式

超声波流量计是20世纪70年代随着集成电路技术迅速发展才开始得到实际应用的一种非接触式流量仪表，它利用超声波在流动的流体中传播时，可以载上流速信息的特性，通过接收和处理穿过流体的超声波信息就可以监测处流速，从而换算成流量。在结构上主要有超声波换能器、电子处理线路及流量显示和积算系统三个部分组成，相对于传统的流量计而言超声波流量计解决了大管径、大流量及各类明渠、暗渠的测量困难的问题，对于介质几乎无要求。超声波流量计高精度、高可靠性、高性能、低价格的显著特点，目前在市政行业的原水、自来水、中水、污水的计量中广泛应用。正确选择超声波流量计安装方式外夹式超声波流量传感器安装方式共有三种。这三种方式分别称为V法、Z 法和N法。一般在小管径100~300mm（4＂~12＂）时可先选用V法；V法测不到信号或信号质量差时则选用Z法；管径在300mm（12＂）以上或测量铸铁管时应优先选用Z法。 N法是较少使用的方法，适合管径在50mm（2＂）以下管道。

当流体平行于管轴流体时，通常可以透过法（Z法）安装能获得较好的精度。但当流体流动方向与管轴不平行，存在半径方向的速度成分时，应采用反射法（V法）或者交叉法（N法）安装,亦可采用N法安装，对于地点上管道的长度有限，不足以采用V法时，则应选用N法实施安装，此时，接收换能器与发射换能器之间的距离较小。对于已配置好的流体管道，特别是测量大口径管道流量时，由于上游流动状态的干扰而易于造成测量误差的场合，比较合适的措施是增加超声波的传播路径，更多地接收传宝路径找那个的流速信息，进行平均，以低销流体扰动造成的测量误差。增加测量线时，换能器的安装应使用超声波传播途径均匀地置于流通截面上。一般认为有四条测量线（即四对换能器）就足够了。 1.V型 V法在一般情况下是标准的安装方法，使用方便，测量准确。可测管径范围为25mm（1＂）至大约400mm（16＂）。安装流量传感器时，注意两传感器水平对齐，其中心线与管道轴线水平一致。 2.Z型当管道很粗或由于液体中存在悬浮物、管内壁结垢太厚或衬里太厚，造成V 法安装的流量计，信号弱，导致仪表不能正常工作时，要选用Z法安装。原因是：使用Z法时，超声波在管道中直接传输，没有折射（称为单声程），信号衰耗小。Z法可测管径范围为100mm（4＂）至大约800mm（32＂）。实际

DCT1158W插入式超声波流量计说明书

DCT1158W插入式超声波流量计金德工控DCT1158W是一款应用广泛、通用经济型、插入式、时差法超声波流量计。它具有非常简单的安装方式，可以实现“在线带压”安装，现场无需停产，使客户轻松实现对管道流量的测量。它采用了最先进的数字相关技术和智能自适应声波技术，使它的测量稳定性更加突出。同时，它使用的声聚焦专利技术，使产品在连续测量时的信号接收品质得到显著增强。金德工控DCT1158W超声波流量计由变送器、传感器两部分组成。插入式探头可在线带压安装，具有安装稳固，现场无需停产等特点。特别适合用于含有少量颗粒、气泡的单一液体介质的流量测量。金德工控DCT1158W超声波流量计采用了先进的模块化一体式设计，独立菜单操作，液晶背光显示。产品变送器防护等级达到IP65，传感器防护等级达到IP68，适应于潮湿、浸泡等恶劣环境下的使用。金德工控DCT1158W超声波流量计集合了目前工业场合使用的RS485通讯接口、4-20mA 电流信号、脉冲输出、MODBUS协议、直流电/交流电使用，支持产品全天候工作，并构成流量计量网络需求。另外产品可以扩展使用太阳能、雷姆电源、防爆/隔爆等功能模块，使产品能够满足各种应用环境的使用。快速、简便、易于使用金德工控DCT1158W超声波流量计采用插入式安装，在变送器菜单中输入现场管径大小、管壁厚、测量介质、探头安装方式，即可测算出探头安装距离进行安装。完成产品电气连接与底座焊接将探头与球阀安装后，即可进行测量工作。特点：在线带压安装正、负流量测量，累积流量无故障工作时间50000小时测试分时段流量统计键盘按键寿命大于20万次

超声波流量计原理

1引言近几年来，随着电子技术、数字技术和声楔材料等技术的发展，利用超声波脉冲测量流体流量的技术发展很快。基于不同原理，适用于不同场合的各种形式的超声波流量计已相继出现，其应用领域涉及到工农业、水利、水电等部门，正日趋成为测流工作的首选工具。 2超声波流量计的测量原理超声波流量计常用的测量方法为传播速度差法、多普勒法等。传播速度差法又包括直接时差法、相差法和频差法。其基本原理都是测量超声波脉冲顺水流和逆水流时速度之差来反映流体的流速，从而测出流量；多普勒法的基本原理则是应用声波中的多普勒效应测得顺水流和逆水流的频差来反映流体的流速从而得出流量。 2.1时差法测量原理时差法测量流体流量的原理如图1所示。它利用声波在流体中传播时因流体流动方向不同而传播速度不同的特点,测量它的顺流传播时间t1和逆流传播时间t2的差值,从而计算流体流动的速度和流量。图1超声波流量计测流原理图设静止流体中声速为c，流体流动速度为v，把一组换能器P1、P2与管渠轴线安装成θ角，换能器的距离为L。从P1到P2顺流发射时，声波传播时间t1为：从P2到P1逆流发射时，声波的传播时间t2为：

一般c>>v，则时差为：单声道测试系统只适用于小型渠道水位和流速变化不大的场合。大型渠道水面宽、水深大，其流速纵横变化也较大，须采用多声道超声波测流才能获得准确的流量值，见图2。应用公式(5)、(6)可测得流量Q。以上各式中：d为垂直于水流方向上两换能器之间水平投影的距离，为声道数，S为两声道之间的过水断面面积。图2多声道超声波流量计测流原理图 2.2多普勒法测量原理多普勒法测量原理，是依据声波中的多普勒效应，检测其多普勒频率差。超声波发生器为一固定声源，随流体以同速度运动的固体颗粒与声源有相对运动，该固体颗粒可把入射的超声波反射回接收器。入射声波与反射声波之间的频率差就是由于流体中固体颗粒运动而产生的声波多普勒频移。由于这个频率差正比于流体流速，所以通过测量频率差就可以求得流速，进而可以得到流体流量，如图3。

超声波流量计安装操作规程

官方网址https://www.360docs.net/doc/ba2633023.html, 超声波流量计安装操作规程超声波流量计安装操作规程是怎样的呢？成都永浩机电工程技术有限公司做了以下说明，供大家参考：一、参数设置（1）测量管道外周长，计算外径。外径测量（2）给主机通电，供电范围10～36VDC，接表上的DC+和DC-端子。（3）按“menu”键，输入11，按“Enter”键，再用键盘输入管道外径，输入完成按“Enter”键。（4）按“∨”键，按“Enter”键再用键盘输入管道管壁厚度，输入完成按“Enter”键。（5）按“∨”键，按“Enter”键通过按“∨”选择管道材质（0,1,2后面的单词分别代表碳钢、不锈钢、PVC材质），输入完成按“Enter”键。（6）按“∨”键，按“Enter”键，通过按“∨”选择传感器类型，这里选“1”，插入式传感器，输入完成按“Enter”键。（7）按“∨”键，按“Enter”键，通过按“∨”选择安装方式，一般选

官方网址https://www.360docs.net/doc/ba2633023.html, “V”或“Z”法安装，输入完成按“Enter”键。（8）按“∨”键显示安装距离，安装距离可认为是两传感器之间那节管道的长度。二、安装步骤（能焊接的管道）（1）根据仪表主机计算出来的安装距离确定两个探头的安装点，做好标记。（2）把流量计配套焊接底座焊接到管道上。（3）焊接底座冷却后，在底座螺纹上缠上足够生料带，把流量计配套球阀拧到焊接底座上。（4）把专业开孔器通过螺纹拧到球阀上，打开球阀。（5）把开孔器前端伸到管壁上，打开电钻开孔。（6）开孔完成后，把开孔器前端退出球阀，关闭球阀。（7）松开锁紧螺母，将传感器缩进连接螺母内。（8）将连接螺母缠上生料带，拧紧在球阀上。（9）打开球阀，将传感器前端推入管道。（10）转动传感器，使上游传感器杆上的定向点对向上游（下游传感器杆上的定向点对向下游）（11）重复（2）-（10）步，安装另一个传感器。（12）安装完成，将线接好，接线方式如下图。

超声波流量计的研究与应用

超声波流量计的研究与应用发表时间：2017-11-24T14:18:34.903Z 来源：《防护工程》2017年第17期作者：宋皎 [导读] 超声波流量计是近十几年来随着集成电路技术的发展才出现的一种非接触式仪表。南京钢铁股份有限公司江苏南京 210031 摘要：超声波流量计属于一种应用在体积流量测试方面的设备。其具有几个方面的特点，设备并不需要插入到任何被测试流体之中，并不会对流体速度产生任何影响，更加不会影响流体压力，可以应用在任何液体之中，包括具有高粘度以及腐蚀性液体之中。非导电性等相关液体流量监测同样始终本流量计。基于上述中此类型优势，超声波流量计的实际发展进程较快，已经成为了当前最为常见的测试流量计类型。希望通过本研究能对未来超声波流量计的应用与发展提供借鉴和帮助。关键词：超声波流量计；应用引言超声波流量计是近十几年来随着集成电路技术的发展才出现的一种非接触式仪表，适于测量不易接触、观察的流体以及大管径流量。使用超声波流量计，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在不影响生产管线运行的情况下进行，因而是一种理想的节能型流量计。 1影响超声波流量计量准确性的主要因素 1.1噪音水质输气站场中由于气流速度快，弯头、阀门等各类阻流管件的存在，会产生一定的噪声，在计量装置设计和安装的时候已经充分考虑。但是现场因为工况条件的变化，如流量、压力和温度等，压缩机不同功率下的噪声震动等不能预见的各类因素产生的噪声仍然使超声波流量计在现场使用过程中受到噪声的影响。超声波流量计对降压元件产生的噪声尤其敏感，甚至有些低噪声阀门比调压阀对超声波流量计产生的影响还要大，这是因为采用了低噪声技术的阀门将噪音频率调整至人耳听力不敏感的高频范围（２０ｋＨｚ）以上，该频率范围恰好与超声波流量计超声频率重合，对超声波流量计造成较大影响。 1.2水质杂质水质流过超声波流量计时，水、硫化铁粉末等杂质逐渐堆积在流量计表体管道内或超声波探头上，都会影响超声波流量计的准确度，附着在超声波探头表面的杂质缩短了超声波在管道内的传输时间，影响了超声波探头的敏感性，同时由于杂质的附着，计量撬的上游直管段表面粗糙度变化或整流板堵塞引起气体流态发生变化，从而影响流量计的准确度和稳定性。实验研究表明：脏污可对某些流量计流量输出带来0.3％或更大的偏差。 1.3气体组分根据超声波流量计量系统工况流量与标况流量的转换公式可知，在水质贸易计量中需要利用压缩因子将水质的工况流量转换为标况流量，而工况下的压缩因子则需利用气体分析设备，如色谱分析仪等分析结果计算获得。气体组分检测是否准确及时，直接影响着超声波计量系统的计量准确性。在实际生产中，部分场站的气体分析设备未接入流量计算机，失去了气体分析设备的主要作用，同时在未配备气体分析设备的场站也存在着气体组分更新不及时现象，在多气源的计量站，影响更为明显。实验研究发现：由于输气干线组分变化造成超声流量计的标准参比条件下体积流量偏差最高可达0.6％。 2超声波流量计的应用 2.1多普勒法原则下的超声波流量计多普勒法主要是一种应用了声学多普勒工作原理对流体实施测量的一种特殊方法。多普勒效应强调生源以及目标发生相对运动过程中，产生的频率上的改变情况。通过频率变化正比于运动目标和静止发射设备之间的相对速度完成判断。多谱勒式超声波流量计，只能用于测量含有适量能反射超声波信号的颗粒或气泡的流体。在确定超声波流量计的过程中，首先需要结合被测量流体实际情况与特质进行分析，完成初型判断，但是，涉及到所有厂家的多种技术特点，作为工程设计人员还应该进行综合判断，同时，还要考虑项目的统一性，价格因素等，最终选取合适的流量计类型。 2.2气体(时差)超声流量计气体超声流量计是安装在流动气体管道上，通过检测气体流动时对超声束(或超声脉冲)的作用，以测量气体体积流量的仪表。随着我国长距离大口径输气管道的建设和发展，气体超声波流量计因其计量精度高、对管径的适应性强、非接触流体、使用方便、易于数字化管理等优于传统型流量计的特点，逐渐在我国水质管道计量中逐渐普及起来。超声脉冲穿过管道如同渡船渡过河流。如果气体没有流动，声波将以相同速度向两个方向传播。当管道中的气体流速不为零时，沿气流方向顺流传播的脉冲将加快速度，而逆流传播的脉冲将减慢。因此，相对于没有气流的情况，顺流传播的时间t。将缩短，逆流传播的时间t。会增长，这两个传播时间都由电子部件进行测量。根据这两个传播时间，可以计算测得的流速。超声波流量计的安装要求如下：（1）超声波流量计传感单元安装时需在管道停运状态完成，一般设计为两路支线分别切换进行安装；（2）测量仪表的传感单元尺寸必须与管输内外径相一，其误差应控制在±1%以内，以免安装产生偏差；（3）为了能够有效避免换能器声波表面受颗粒或空气干扰，超声波流量计传感单元最好选在与水平方向450的范围内安装，尽量避免干扰。此外，在水质含液较多的场合，气体超声波流量计及其计量管段的安装位置不应低于其上下游管道，使得水质中凝析出来的液体能够随气流被带走，不在气体超声波流量计处堆积，造成计量故障；（4）上下游应保证有必要的直管段，上游直管段最少10D，下游直管段至少为5D；（5）超声波流量计安装需要前后避开阻力构件如（弯头、阀门、变径处），如在垂直管道安装，其换能器的安装位需在上游弯管的弯轴平面内，以获得弯管流场畸变后较接近的平均值；

超声波流量计的优缺点以及注意事项

超声波流量计的优缺点以及注意事项超声波流量计的优缺点以及注意事项外夹式或者管段式超声波流量仪表是以"速度差法"为原理，测量圆管内液体流量的仪表。它采用了先进的多脉冲技术、信号数字化处理技术及纠错技术，使流量仪表更能适应工业现场的环境，计量更方便、经济、准确。产品达到国内外先进水平，可广泛应用于石油、化工、冶金、电力、给排水等领域。超声波流量计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。原理根据对信号检测的原理超声流量计可分为传播速度差法(直接时差法、时差法、相位差法和频差法)、波束偏移法、多普勒法、互相关法、空间滤法及噪声法等。超声流量计和超声波流量计一样，因仪表流通通道未设置任何阻碍件，均属无阻碍流量计，是适于解决流量测量困难问题的一类流量计，特别在大口径流量测量方面有较突出的优点，它是发展迅速的一类流量计之一。超声波流量计采用时差式测量原理:一个探头发射信号穿过管壁、介质、另一侧管壁后，被另一个探头接收到，同时，第二个探头同样发射信号被*个探头接收到，由于受到介质流速的影响，二者存在时间差Δt，根据推算可以得出流速V和时间差Δt之间的换算关系V=(C2/2L)×Δt，进而可以得到流量值Q 优缺点优点超声波流量计是一种非接触式仪表，它既可以测量大管径的介质流量也可以用于不易接触和观察的介质的测量。它的测量准确度很高，几乎不受被测介质的各种参数的干扰，尤其可以解决其它仪表不能的强腐蚀性、非导电性、放射性及易燃易爆介质的流量测量问题。缺点现今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zui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。特点功能特点 ◆独特的信号数字化处理技术，使仪表测量信号更稳定、抗干扰能力强、计量更准确。 ◆无机械传动部件不容易损坏，免维护，寿命长。 ◆电路更优化、集成度高、功耗低、可靠性高。 ◆智能化标准信号输出，人机界面友好、多种二次信号输出，供您任意选择。 ◆管段式小管径测量经济又方便，测量精度高。注意事项

超声波流量计安装注意事项

超声波流量计安装注意事项 1.探头安装在管道两侧； 2.安装距离：90MM; 3.管道打磨； 4.涂上耦合剂（一）详细了解现场情况超声波流量计在安装之前应了解现场情况，包括： 1、安装传感器处距主机距离为多少；

2、管道材质、管壁厚度及管径；碳钢，壁厚：6管径：dn250(内) 3、管道年限；2013开始 4、流体类型、是否含有杂质、气泡以及是否满管； 5、流体温度； 6、安装现场是否有干扰源（如变频、强磁场等）； 7、主机安放处四季温度； 8、使用的电源电压是否稳定； 9、是否需要远传信号及种类；根据以上提供的现场情况，厂家可针对现场情况进行配置，必要情况下也可特制机型。（二）选择安装位置选择安装管段对测试精度影响很大，所选管段应避开干扰和涡流这两种对测量精度影响较大的情况，一般选择管段应满足下列条件：

1、避免在水泵、大功率电台、变频，即有强磁场和震动干扰处安装机器； 2、选择管材应均匀致密，易于超声波传输的管段； 3、要有足够长的直管段，安装点上游直管段必须要大于10D（注：D＝直径），下游要大于5D； 4、安装点上游距水泵应有30D距离； 5、流体应充满管道； 6、管道周围要有足够的空间便于现场人员操作，地下管道需做测试井，测试井如下：（三）确定探头安装方式超声波流量计一般有两种探头安装方式，即Z法和V法。但是，当D《200MM而现场情况为下列条件之一者，也可采用Z法安装： 1、当被测量流体浊度高，用V法测量收不到信号或信号很弱时； 2、当管道内壁有衬里时；

3、当管道使用年限太长且内壁结垢严重时；对于管道条件较好者，即使D稍大于200MM，为了提高测量精度，也可采用V法安装。（四）求得安装距离，确定探头位置 1、将管道参数输入仪表，选择探头安装方式，得出安装距离； 2、在水平管道上，一般应选择管道的中部，避开顶部和底部（顶部可能含有气泡、底部可能有沉淀）； 3、V法安装：先确定一个点，按安装距离在水平位置量出另一个点。 Z法安装：先确定一个点，按安装距离在水平位置量出另一个点，然后测出此点在管道另一侧的对称点。（五）管道表面处理确定探头位置之后，在两安装点±100MM范围内，使用角磨砂轮机、锉、砂纸等工具将管道打磨至光亮平滑无蚀坑。要求：光泽均匀，无起伏不平，手感光滑圆润。需要特别注意，打磨点要求与原管道有同样的弧度，切忌将安装点打磨成平面，用酒精或汽油等将此范围擦净，以利于探头粘接。（六）探头与仪表接线

超声波流量计原理及应用

超声波流量计原理及应用吐尔逊古丽 (独山子石化公司炼油厂仪表车间新疆独山子 833600 ) 摘要：超声波流量计广泛应用于我厂各生产装置，其检测的介质有水、烃类、碱液等。我厂采用的超声波流量计有国产、国外的多种型号和规格。和传统的机械式流量仪表、电磁式流量仪表相比它的计量精度高、对管径的适应性强、非接触流体、使用方便、易于数字化管理等等。文章讨论了利用超声波流量计测量液体流量的有关问题，重点阐明了超声波流量计的测量原理、分类，安装、使用。一. 超声波流量计原理：超声波流量计广泛应用于我厂各生产装置，其检测的介质有水、烃类、碱液等。我厂采用的超声波流量计有国产、国外的多种型号和规格。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。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。超声波流量计由超声波换能器、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。

按声道数目，按性能，根据使用场合不同等等。目前通常采用两种类型的超声波流量计，一种为多普勒超声波流量计，另一类为时差式超声波流量计。多普勒型是利用相位差法测量流速，即某一已知频率的声波在流体中运动，由于液体本身有一运动速度，导致超声波在两接收器（或发射器）之间的频率或相位发生相对变化，通过测量这一相对变化就可获得液体速度；时差型是利用时间差法测量流速，即某一速度的声波由于流体流动而使得其在两接收器（或发射器）之间传播时间发生变化，通过测量这一相对变化就可获得流体流速。我厂多为采用的是时差式超声波流量计，下面简单介绍一下这两种类型超声波流量计，具体测量方法。 1.多谱勒式超声波流量计换能器1发射频率为f 1 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f 2 的频率反射到换能器2，这就是多谱勒将就，f 2与f 1 之差即为多谱勒频差 f d 。设流体流速为v，超声波声速为c，多谱勒频移f d 正比于流体流速v，即