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带你真正深入了解超声波流量计


  来源: 仪表网 时间:2020-04-28 编辑:仪器仪表WXF
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超声波流量计是一种非接触式仪表

1928年,德国人成功研制了第一台超声波流量计。70年代,超声波流量计的使用范围还仅局限于测量液体,当时市场上主要以孔板流量计为主。

近年来随着集成电路技术迅速发展,再加上超声波流量计体积小、测量范围大、安装简便、免维护、零压损及始动流量低等优点,所以它才开始广泛应用并且相关的研究也变的越来越多。


下图是仪表君根据超声波流量计目前在实际生活应用方面所做的简单分类,望收藏!



1、超声波流量计的原理


超声波流量计是通过超声波在流动流体中的传播,承载流体流速信息,将信号进行处理,转换成流量信息。下面具体介绍时差式、多普勒、非满管这三种超声流量计计算时的原理差别。


时差式超声波流量计的应用原理


时差式超声波流量计的应用原理


时差式超声波流量计是目前应用最广泛的,气体的流速与声速无关,只与超声波的声程长度、流体流动方向与超声波传播方向的夹角和超声波在气体中传播的时间有关。超声波流量计有很高的计量精度。


设静止流体中的声速为c,流体流动的速度为u,传播距离为L,当声波与流体流动方向一致时(即顺流方向),其传播速度为c+u;反之,传播速度为c-u.在相距为L的两处分别放置两组超声波发生器和接收器(T1,R1)和(T2,R2)。当T1顺方向,T2逆方向发射超声波时,超声波分别到达接收器R1和R2所需要的时间为t1和t2,则t1=L/(c+u) t2=L/(c-u)。


由于在工业管道中,流体的流速比声速小的多,即c>>u,因此两者的时间差为▽t=t2-t1=2 Lu/cc  由此可知,当声波在流体中的传播速度c已知时,只要测出时间差▽t即可求出流速u,进而可求出流量Q。


利用这个原理测量流量的方法称为时差法。


时差式超声波流量计由于精度高,换能器简单,不影响流体流动形态而被广泛应用在水务公司、石油化工、冶金、铝厂、造纸、制药厂、发电厂、热电厂等不同的行业。


多普勒超声波流量计应用原理


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。


多普勒法超声波流量计依靠水中杂质的反射来测量水的流速,因此适用于杂质含量较多的脏水和浆体,如城市污水、污泥、工厂排放液、杂质含量稳定的工厂过程液等,而且可以测量连续混入气泡的液体。


但是根据测量原理,被测介质中必须含有一定数量的散射体(颗粒或气泡),否则仪表就不能正常工作。



超声波在传播路径上如遇到微小固体颗粒或气泡会被散射,因为用时差法测量含有这类东西的流体时就不能很好地工作,时差式只能用来测量比较洁净的流体,而多普勒法却是利用超声波被散射这一特点工作的。


MACE的多普勒超声波流量计广泛应用于环保、油田、石油化工、矿山、水利、灌溉、造纸、药厂、食品等行业,适用于满管、非满管、明渠等的流量测量。


非满管超声波流量计应用原理


DMS901L非满管超声波流量计

针对已有管道非满管超声波流量计DMS901L,它采用多普勒法进行流速测量。结合液位传感器,实现流速、流量、液位的测量,可应用于市政管网、工厂排放口等非管流速的监测,但由于方案设计的局限性,要求管道中液位充满半管以上。



LSZ系列多声道非满管流量计


LSZ系列多声道非满管流量计,它采用时差法测量流速,适用于均质流体以及少量固体物质的污水的测量,广泛应用于河道、管道以及渠道等流量测试场合。


非满管超声波流量计可以对露天水道和不满的管道提供准确的流量测算,使它成为理想的水监测解决方案。非满管超声波流量计有固定式和便携式2种,目前对于非满管超声波流量计的研究较少,所以它的测量方法并不是一定的。


工业排水的流体流动都是自然流动,流量大,非满管并且具有自由水面,精确测量有一定难度。非满管超声流量计可以解决这一难题,目前非满管超声流量计广泛应用于自来水、市政污水、工厂污水排放、油田污水排放测量。

关键词:深入了解 超声波流量计    浏览量:679

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