超声波流量计技术及工作原理

发布于：2015-01-05 09:51:05 来自：电气工程/工业自动化 [复制转发]

KRCFLO 超声波流量计产品特点

1、工作原理：

超声波流量计采用时差方式的测量原理，它利用探头发出的超声波在流动着的流体中的传播，顺流方向声波传播速度会增大，逆流方向则减小，在同一传播距离就有不同的传输时间，根据传输速度之差与被测流体流速之间的关系测出流体的流速，从而得到流体中的流量，在仪表中，将V(流速) 乘以管道的截面积A，就得到体积流量Q，即Q=V×A。

超声波流量计组成：

2、分类和结构

2.1组成：

主要由安装在测量管道上的超声换能器(或由换能器和测量管组成的超声流量传感器)和转换器组成。

转换器在结构上分为固定壁挂盘装式和便携式两大类。换能器和转换器之间由专用信号传输电缆连接，在固定测量的场合需在适当的地方装接线盒。夹装式换能器通常还需配用安装夹具和耦合剂。如图所示

2.2分类

可以从不同角度对超声流量测量方法和换能器(或传感器)进行分类。

(1)按测量原理分类

现在用得最多的是传播时间法和多普勒法两大类。

(2)按被测介质分类

有气体用和液体用两类，国产没有气体表

(3)传播时间法按声道数分类

常用的有单声道、双声道、四声道和八声道四种。

(4)按换能器安装方式分类有、
1) 可移动安装

2) 固定安装

3、KRC超声波产品特点

3.1硬件与技术

产品采用德国的技术（主要体现在内部嵌入式软件上）

硬件方面：元器件为进口元器件（美国国家半导体公司，德州仪器公司），国外先进的SMD贴片装流水线生产并在国外直接组装成主板，产品个体差异性小，相比于国内的厂家元器件质量得以保证。

3.2主机配置

双CPU高速处理器并行工作（具有单独存储模块），通过DSP数字信号处理技术，模拟数据输出数字化处理转换，能提高采样频率，提高超声波信号的数据分析效率，采用双CPU工作的方式，第一处理器连续高速采样测量，第二处理器分析原始数据,剔除无效的原始数据，CPU采集信号能达到80%，，分辨率达到40皮秒，产品采集信号相对国产流量计信号达到1倍，从精度方面也要高于国产流量计。

3.3超声波发射电路

低电压多脉冲发射电路，使超声波流量计的故障率降低，可以延长元器件使用寿命，达到3~4年，内部电路中产生的电压为5V，功耗低，可以延长机器的使用寿命，电路采用多脉冲发射，交叉相关测量技术原理，传感器互射护发，提高采集频率，流量计测量精度高。

3.4超声波接收电路

流量计采用平衡抑制噪声接收电路，使用流量计在抗干扰方面有显著提高，尤其抗噪声干扰能力显著提高，可在有变频器、发射塔，高压线等电磁辐射区域稳定工作，可抵抗异常的流体轮廓和横流误差；

而国产流量计接收电路，是采用普通运算放大电路，利用信号放大器放大信号，便于接收，同时存在弊端是干扰源信号也相应放大，在干扰区域不能正常工作，而相对于国产流量计采用放大信号电路相比，我们的电路信号缩小，同时也缩小干扰源信号，提高机器本身识别能力，接收信号强度高。

3.5稳定性方面

流量计采用LC振荡驱动电路，电容参数随机自侦，长期使用无零漂，拥有自诊断功能，零点自动跟踪，自动修正零件，流量计不会产生零漂，杜绝普通超声波流量计因设计原理而造成的零点漂移问题，保障用户有效使用；

而国产流量计，在电路中电容参数事先设定好的，内置时间一般在12~18个月，超过时间电容参数会发生变化，影响机器零点，会产生零点漂移，在不同的环境下累积量，瞬间量的变化可大可小，机器测量值变化不定，

3.6传感器

尼龙(PA)，玻纤，AutoTex,TPE,不锈钢材质，不锈钢顶盖设计，有高强度、且抗高温，抗风化能力强，即使是恶劣现场，长期使用不会出现裂纹及型变；

4、KRC产品主要特点

单模式流量计（超声波时差/交叉相关技术）