一、超声波流量计原理简介
超声波流量计,是一种利用 速度差法的原理 来对管内液体流量进行测量的装置,可分为外 夹式和管段式 ,常与数字信号处理技术、多脉冲技术、纠错技术等结合使用以达到适应环境、增强其可靠性等目的,现已在 化工、电力、石油、冶金 等领域得到广泛应用。
二、超声波流量计结构
超声波流量计主要由 超声波发生器、超声波接收器、电子线路、流量显示、累积系统 几大部分构成。其中 ,超声波发生 器主要用于产生超声波并将其发射到流体中; 超声波接收器 主要用于接受通过流体后的超声波;超声波被接收到后经电子线路的放大、转换等处理后以电信号的形式将流量传送给显示屏并将结果显示出来;累积系统完成流量的累加计算。
三、超声波流量计原理
超声波流量计通过检测流体流动对超声波产生的影响来对液体流量进行测量,其利用的是“时差法”。
首先,使用探头1发射信号,信号穿过管壁1、流体、管壁2后被另一侧的探头2接收到;在探头1发射信号的同时探头2也发出同样的信号,经过管壁2、流体、管壁1后被探头1接收到;由于流速的存在使得两时间不等,存在时间差,因此根据时间差便可求得流速,进而得到流量值。
四、超声波流量计优缺点
由于超声波流量计利用超声波对流体的流量进行测量,因此其不仅可以测量常规管道流量,还可以测量不易观察、不易接触的管道的流量;其不仅可以测量常规流体流量, 还可对具有强腐蚀性、放射性、易燃、易爆等特点的流体进行流量的测量。
超声波测流体流量的范围如此之广,但其也有缺点所在。超声波流量计对所测流体的 温度范围 有所限制,目前我国的超声波流量计 仅可用于200℃以下流体的测量 ; 而且,超声波流量计的测量线路相当复杂,若需测量结果准确度为1%,则对声速的测量准确度需达到10-5~10-6数量级,对测量线路要求较高。
五、超声波流量安装注意事项
满足稳流条件的标准要求:
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:
泵出口、半开阀门和安装点之间有弯头或者缓冲装置;I
泵的入口、阀门的上游;
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) 下列情况很难保证稳流,超声波流量计安装时需慎重。
距离泵出口、半开阀门直管段不能保证10D,且没有弯头等缓冲装置;
距离泵出口、半开阀门直管段不能保证10D,流速较高;
垂直向下流动,斜向下流动
下游距离管道敞开出口处小于10D。
注:判断稳流如有困难,可用便携式超声波流量计进行实际测量,观察信号情况。
更换一段测量点的管道。
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。
选用2法测量,并把结垢设置为衬里以取得更好的测量精度。
六、超声波流量计的调试
1、按流量计要求输入管道参数,并记录。
2、对上下游传感器(即探头)的安装位置、间距、管道接合度进行调整,将上下游两个方向上接收的信号强度调整至最强。
七、常见故障分析
故障现象 :瞬时流量计波动大。
故障原因 : 信号强度波动大;本身测量流体波动大。
处理对策: 调整好探头位置,提高信号强度,保证信号强度稳定,如本身流体波动大,则位置不好,重新选点,确保前10D后5D的工况要求。
故障现象: 外夹式流量计信号低
故障原因: 管径过大或管道结垢严重或安装方式不对。
处理对策: 对管径过大、结垢严重者采用插入式探头;重新选择安装方式。
故障现象: 插入式探头使用一段时间后信号降低
故障原因: 可能探头发生偏移或探头表面水垢厚。
处理对策: 重新调整探头位置,清冼探头发射面。
故障现象: 开机无显示
故障原因: 电源属性与仪表额定值不对应或保险丝烧断。
处理对策: 检查电源属性是否与仪表的额定值相对应,保险丝是否烧断。如以上问题无则通知厂家专业人员处理。
故障现象: 开机后仪表仅有背光而无任何字符显示
故障原因: 一般为程序丢失。
处理对策: 通知厂家专业人员处理。
故障现象: 仪表在现场强干扰下无法使用
故障原因: 供电电源波动范围较大或周围有变频器或强磁场干扰或接地线不正确。
处理对策: 给仪表提供稳定的供电电源;或将仪表安装远离变频器和强磁场干扰;或规范设置接地线。
超声波线用屏蔽线,电源线分开取,然后在电源输入加磁环隔离变压器。从文中的研究可以看出,超声波流量计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,安装可以在不断管,不停止运行的情况下进行,性价比高,已成为多行业的首选产品。
补充——不同情况下的流量计选择
1、污水、纸浆等浑浊液体介质,可选择的流量计品种是:超声波流量计及智能电磁流量计,但在选用流量计时要考虑液体中不含较多空气或气泡。
2、石油、柴油等油品介质,可选择的流量计品种是:超声波流量计。
3、砂浆、电粉浆等大浓度、固体颗粒含量大的介质,可选择的流量计品种是:电磁流量计。
4、自来水大流量的介质,可选择的流量计品种是:适用选型为智能电磁流量计、超声波流量计。其他诸如涡街流量计、孔板流量计等也可以。
5、气体介质,可选择的流量计品种是:1、超声波气体流量计。2、涡街流量计。如气体温度超过300℃,可选气压式流量计。
6、纯净水、除盐水等电导率低的介质,可选择的流量计品种是:超声波流量计非常适合测量这类流体。
7、酸、碱液等强腐蚀性介质,可选择的流量计品种是:1、抗酸碱内衬的电磁流量计。2、外夹式超声波流量计。
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只看楼主 我来说两句学习了超声波流量计选用、安装、调试、故障维修注意事项,多谢分享!
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资料很实用,点赞收藏学习啦,谢谢楼主分享
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