超聲波流量計工作原理和選型

發(fā)布時間:2025-01-03
流量計的選型是儀表應(yīng)用中非常重要的工作,在實際工況應(yīng)用中有2/3的儀表故障是儀表的錯誤選型和錯誤安裝造成。選擇流量計時,應(yīng)按照以下步驟進行:
(1)首先考慮流體特性,包括溫度、壓力、密度、粘度、電導率等,根據(jù)流體特初選合適的流量計類型。
(2)其次考慮安裝條件,包括直管段要求、振動、電氣干擾等對流量計測量精度的影響。
(3)在生產(chǎn)管道上長期運行的接觸式儀表,還應(yīng)考慮流量測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)選用多個壓損較大的測量元件。
(4)在投資允許的情況下,保證精確測量的同時,應(yīng)本著節(jié)能高效的原則,確定流量計的類型并選擇質(zhì)量可靠的生產(chǎn)廠家。
超聲波流量計工作原理:
超聲波在流動的流體中傳播時就載上流體流速的信息。因此通過接收到的超聲波就可以檢測出流體的流速,從而換算成流量。超聲脈沖穿過管道從一個傳感器到達另一個傳感器,就像一個渡船的船夫在橫渡一條河。當氣體不流動時,聲脈沖以相同的速度(聲速,c)在兩個方向上傳播。如果管道中的氣體有一定流速v(該流速不等于零),則順著流動方向的聲脈沖會傳輸?shù)每煨?,而逆著流動方向的聲脈沖會傳輸?shù)寐_@樣,順流傳輸時間td會短些,而逆流傳輸時間tu會長些。這里所說的長些或短些都是與氣體不流動時的傳輸時間相比而言;根據(jù)檢測的方式,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)法等不同類型的超聲波流量計。
超聲波流量計的優(yōu)點:超聲波流量計非接觸式儀表,適于測量不易接觸和觀察的流體以及大管徑流量。它與水位計聯(lián)動可進行敞開水流的流量測量。使用超聲波流量計,不用在流體中安裝測量元件,故不會改變流體的流動狀態(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)管線運行因而是一種理想的節(jié)能型流量計。多普勒法超聲波流量計可測雙相介質(zhì)的流量,故可用于下水道及排污水等臟污流的測量。在發(fā)電廠中,用便攜式超聲波流量計測量水輪機進水量、汽輪機循環(huán)水量等大管徑流量,比過去的皮脫管流速計方便得多。超聲被流量汁也可用于氣體測量。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。
超聲波流量計選型
1 多譜勒式超聲波流量計
只能用于測量含有適量能反射超聲波信號的顆?;驓馀莸牧黧w,如工廠排放液、未處理的污水、雜志含量穩(wěn)定的工廠過程液等。要注意它對被測介質(zhì)要求比較苛刻, 即不能是潔凈水,同時雜技含量要相對穩(wěn)定,才可以正常測量,而且不同廠家的儀表性能及對被測廠家的要求也不一樣。選擇此類超聲波流量計即要對被測介質(zhì)心中 有數(shù),也要對所選用的超聲波流量計的性能、精度和對被測介質(zhì)的要求有深入的了解。
2 便攜式超聲波流量計
適用于臨時性測量,主要用于校對管道上已安裝其它流量儀表的運行狀態(tài),進行一個區(qū)域內(nèi)的流體平衡測試 ,檢查管道的當時流量情況等。如果不作固定安裝,而用于這些用途時,選用便攜式超聲波流量計既方便又經(jīng)濟。
3 時差式超聲波流量計
目前生產(chǎn)最多、應(yīng)用范圍最廣泛的是時差式超聲波流量計。它主要用來測量潔凈的流體流量,在自來水公司和工業(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±1.5%。實際應(yīng)用表明,選用時差式超聲波流量計, 對相應(yīng)流體的測量都可以達到滿意的效果。
4 管道式超聲波流量計
精度最高,可達到±0.5%,而且不受管道材質(zhì)、襯里的限制,適用于流量測量精度要求高的場合。但隨著管徑的增大,成本也會隨增加,通常情況下,選用中小口徑的管段式超聲波流量計,較為經(jīng)濟。
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