超(chao)聲波流量計的(de)原理及選型
發(fā)布日期：2025-12-07 浏覽次(cì)數：2307
超聲波流量(liàng)計的原理及選(xuan)型插入式超聲(shēng)流量計🔴：可不停(tíng)産🔴安裝和維護(hù)。采用陶瓷傳感(gan)器，使用我公司(sī)鑽孔裝置進行(hang)不停産安裝。一(yi)般爲單聲道測(ce)量，爲了提高測(cè)量準确度，可選(xuǎn)擇三聲道。管段(duan)式超聲流量計(jì)：需切開管路♊安(ān)裝，但以後的維(wei)護🙇🏻可不停産🤩。可(kě)選擇單聲道或(huo)三聲道傳感器(qi)。外夾式超聲流(liú)量🌈計：能夠完成(cheng)固定和移動測(ce)量。采用耦合劑(jì)(室📱溫固化的矽(xi)橡膠或高溫長(zhǎng)鏈聚合油脂)安(ān)裝，安裝時不損(sǔn)🏒壞管路。便攜式(shì)超聲流量計：便(bian)攜使用，内置可(ke)充電锂電池，适(shi)合移動測量，配(pèi)接磁性傳感器(qi)。手🌈持式超聲流(liú)量計：體積小，重(zhòng)量輕，内置可充(chong)電锂電池，手♈持(chí)使用，配接磁性(xing)傳感器。防爆型(xing)超聲流量計：用(yòng)于🏃♀️爆炸性環境(jing)液體流量測量(liàng)，爲防🧑🏾🤝🧑🏼爆兼本安(an)型。即轉換器爲(wèi)防爆型，傳感器(qi)爲本質安全型(xing)。流量測量系統(tong)：由多台超聲流(liú)量⁉️計和系統主(zhǔ)站組成。适于多(duo)條管路的集中(zhong)測量。超聲熱量(liang)計：用于供熱系(xi)統的熱量測量(liàng)。電池供電型超(chao)聲流量計：采用(yong)一節锂電池⛷️供(gòng)電的一體式超(chāo)聲流量計。适于(yú)無市電供應的(de)測量場合，一節(jiē)電池可使用十(shi)年，具有多種測(cè)量🏃🏻♂️功能🏃🏻。系列明(ming)渠流量計，用于(yú)液體明渠流量(liang)測量，測量傳感(gǎn)器可采用超聲(shēng)速度傳感器、帕(pà)氏槽、P-B槽、三角堰(yàn)、矩形堰和全寬(kuān)堰，并采用超聲(shēng)液位測量。該系(xi)🆚統明渠🧡流量計(jì)測量準确、可靠(kào)。采⛹🏻♀️用超聲速度(dù)傳⭐感器時，可☀️測(ce)量大型渠道或(huò)涵洞的液體流(liú)量。堰🏃♂️槽式明渠(qu)流量計：可✂️使用(yòng)帕氏槽、P-B槽、三角(jiao)堰、矩形堰、全寬(kuān)堰進行📐明渠流(liú)量測量♌，液位傳(chuán)感器采用超聲(sheng)傳感器。超聲式(shì)明渠流量🏃♂️計：采(cai)用超聲傳感器(qì)測量流速及液(yè)位。測量準确度(du)高💜，适于大型渠(qú)道㊙️和涵洞的流(liu)量測量。根據測(cè)量準确度要求(qiú)，超聲速👣度測量(liang)👈可選擇單聲道(dào)、雙聲道和三聲(shēng)道。超聲式明渠(qu)流量計：采用超(chao)聲🌏傳感器測量(liàng)流速及液位。測(ce)量準确度高，适(shì)于大型渠道和(hé)涵洞的流量測(ce)量👌。根據測量準(zhun)确度要求，超聲(sheng)速度測量可選(xuǎn)擇☎️單聲道、雙聲(sheng)道和三聲道。超(chao)聲波流量計一(yi)般不作結算計(ji)量💃🏻儀表使用，對(duì)于現場計量點(diǎn)損壞生産不能(neng)停機更換，又需(xū)要🔞檢測參數💯指(zhǐ)導生産的情況(kuàng)也往往用到超(chao)聲波流量計。超(chāo)聲🔱波流量計zui大(da)🚩優勢是用于大(dà)口徑流量測量(liang)(管徑大于2米)，即(jí)使有些結算用(yòng)計量點，經過使(shǐ)用雙方認可，選(xuan)用精度高的超(chao)聲波流量計，可(ke)以節約成本，并(bìng)減少維護量。超(chāo)聲波流量計的(de)選型及應用摘(zhāi)要超聲✂️波流量(liàng)計是一種利用(yòng)超聲波脈沖☂️來(lai)測♉量流體流量(liàng)的速度式流量(liàng)儀表，它從80年代(dai)開始進入我國(guó)工💋業生産和計(jì)量領域，并在90年(nian)代得到迅速發(fa)展。文章對我佃(diàn)國内市場上出(chū)現了各類超聲(sheng)波流量進行了(le)深入研究分析(xi)，結合多年的實(shí)際應用經🔞驗，系(xì)統闡述了超聲(shēng)波流量計的分(fen)類方法；從儀表(biao)性能、被測介質(zhì)經濟🧑🏾🤝🧑🏼性，實用性(xing)等方面總結了(le)選用超聲波♉流(liu)量的原則，并對(dui)應用中如何選(xuan)位、安裝、維護提(tí)出👄具體建議，爲(wèi)用戶合理選擇(zé)和應用超聲波(bō)流量計提供了(le)一些可以借鑒(jiàn)的經驗和方法(fǎ)。關鍵詞超聲流(liu)量計；換能器；時(shi)差式；安裝方💜式(shì) 近幾年來，随着(zhe)電子技術、數字(zi)技術的發展，利(lì)用超聲波脈沖(chong)測量流體流量(liang)的技術發展很(hen)快💞，基于不同原(yuan)理，适用于不同(tong)場合的各種型(xing)式的超聲波流(liu)量計得到了廣(guang)泛應用，同時也(ye)很快，對廣大用(yong)戶提出如何認(ren)識超聲🛀波流量(liàng)計、怎樣選擇合(hé)适的類型，使用(yong)中應注意些什(shi)麽問題等一系(xi)列問題，本文綜(zōng)合國内超聲波(bō)流♉量計目前的(de)發展情況及🈲多(duo)年應用的🎯實踐(jian)，對上述❄️問題進(jin)行了些探讨。1超(chāo)聲波流量計的(de)分🐇類 超聲波🈚流(liú)量計的各類很(hěn)多，依照不同的(de)分類方法，可以(yi)分爲不同類型(xíng)的超聲波流量(liang)計。 1.1多譜勒式超(chao)聲波流量計 換(huàn)能器1發射頻率(lǜ)爲f1的超🛀🏻聲波信(xin)号，經過管📞道内(nèi)液體中的懸浮(fú)顆粒或氣泡後(hou)，頻率發生偏移(yi)，以🐪f2的頻率反射(shè)到換能器2，這就(jiù)是多譜勒将就(jiu)，f2與f1之差🌏即爲多(duo)譜勒頻差fd。 當管(guǎn)道條件、換能器(qì)安裝位置、發射(she)頻率、聲速确定(ding)以後，c、f1、θ即爲常數(shù)，流體流速和多(duō)譜勒頻移成正(zhèng)比，通過測量頻(pin)移就可得到流(liú)體流速💞，進而求(qiú)得流體流量。 1.2時(shí)差式超聲波流(liu)量計 時差式超(chāo)聲波流量計是(shi)利用聲波在流(liú)體中♌順流傳播(bō)和逆流傳播的(de)時間差與流體(ti)流速成正比這(zhè)一原理♉來測量(liàng)流體流量的。 2區(qū)别 根據超聲波(bō)流量計使用場(chang)合不同，可以🐕分(fen)爲固定式超聲(shēng)波流量計和便(bian)攜💛式超聲波流(liú)量計2.1這兩類超(chao)聲波流量計的(de)主要區别(1)适用(yòng)的㊙️場合不同 固(gu)定式超聲波流(liu)量計用于安裝(zhuang)在某一固定位(wei)置💃🏻，對某一特定(ding)管道内流體的(de)流量進行長期(qī)不間斷的計量(liang)；便攜式超聲波(bō)流㊙️量計具有很(hen)大的💞機動性，主(zhǔ)要用于對不同(tóng)管道的流體流(liú)量作臨時性測(cè)量。(2)供電方式不(bu)同 固定式超聲(sheng)波🆚流量✔️計要求(qiu)長期連續運行(hang)，所以要使用220V交(jiāo)流電源，便攜式(shì)超聲波流量計(ji)既可以使用現(xian)場的交流電源(yuán)，也備有内置充(chong)電🌈電池，可以連(lián)續工作5～10h［小時］，大(dà)大方便了不同(tóng)場合臨時性流(liú)量測量的需要(yao)。(3)部🙇♀️分功能不同(tóng) 因定式超聲波(bō)流🐅量計，通常都(dou)有4-20mA信号輸出等(děng)功能，供遠傳顯(xiǎn)示使用，但其内(nei)部隻能存貯一(yi)條🛀管道的參數(shu)；便攜式超聲波(bō)流量計隻是爲(wei)了現場查看當(dang)時流量和短時(shi)間内的累計流(liu)量⭐，故一般無輸(shu)出信号功💋能，但(dàn)爲了方便測量(liàng)不同管道流量(liang)，它具有豐富的(de)貯存功能，可以(yi)同時存貯數十(shí)條不同🈲管道的(de)參數，供随時調(diào)出使用。2.2換能器(qì)供電方式不同(tóng) 可以分爲外貼(tie)式、插入式、管段(duàn)式三種超聲波(bo)流量計。(1)外貼式(shì) 外🔱貼式超聲波(bo)流量計是生産(chǎn)💃zui早，用戶zui熟悉且(qie)應用zui廣泛的超(chao)聲波流量計，安(ān)裝換能器無需(xu)管道斷流，即貼(tie)即🔞用，它充分體(tǐ)現了超聲波流(liú)量計安裝簡單(dan)、使用方便的特(tè)點🐅。(2)管段式 某些(xiē)管道因材質疏(shū)、導聲不良，或者(zhě)鏽蝕嚴重，襯裏(lǐ)和管道内空👅間(jiān)有間隙等原因(yin)，導緻超聲波信(xìn)号衰減嚴重，用(yong)外🏃♀️貼式超聲波(bō)流量計無法正(zhèng)常測量，所以産(chǎn)生了管💰段式超(chāo)聲波流量計。管(guǎn)段式超聲波流(liú)量計把換能器(qì)和測量管組成(cheng)一體，解決了外(wài)貼🌐式流量計在(zai)測💔量中的一個(ge)難題。而且測量(liàng)精度也比其它(ta)超聲波💃流量計(ji)要高，但同時也(ye)犧牲了外貼式(shi)超🔞聲波流量☎️計(jì)不斷流㊙️安裝這(zhe)一優點，要求切(qie)開管道安📧裝換(huan)能器。(3)插入式 插(chā)入式超聲波⭕流(liu)量計介于上述(shù)二🏃者中間。在安(an)裝上可以不🌈斷(duàn)流🈲，利用專門工(gong)具在有水的管(guǎn)道上打孔，把換(huàn)能器插入管道(dao)内，完成安裝。由(yóu)于換能器在管(guǎn)道内，其信号的(de)發♻️射、接受隻經(jīng)過被測介質，而(ér)不經過管壁和(he)襯裏，所以其測(cè)量不受管質和(hé)管襯材料限制(zhì)。3超聲波流量計(jì)的選型 超聲波(bo)流量計除上述(shu)各種類型外，近(jin)年來又出現了(le)采用數字化電(diàn)路🙇🏻的數字式超(chāo)聲波流量計，把(ba)換能器和轉👅換(huan)器做在一起的(de)一體式超聲波(bo)流量計，等等。面(mian)對衆多🧑🏾🤝🧑🏼類型的(de)超聲波流量計(ji)，用戶要根據實(shí)際情況和測量(liang)需要合理選型(xíng)。3.1多譜勒式超🚶♀️聲(shēng)波♉流量計 隻能(neng)用于測量含有(yǒu)适🛀量能反射超(chāo)聲波信号的顆(kē)粒或氣泡的流(liú)體，如工廠🏒排放(fàng)液、未處理的污(wū)水、雜志含量穩(wěn)定的工廠過程(chéng)液✌️等。要注意它(tā)對被測介質要(yao)求比較苛刻，即(jí)不能是潔淨水(shui)，同時雜技含量(liang)要相對穩定，才(cái)可以正常測量(liàng)，而👨❤️👨且不同廠家(jiā)的儀表性能及(jí)對被測廠家的(de)要求也不一樣(yàng)。選擇此類超聲(sheng)波流量計即要(yào)對被測介質心(xīn)中有數，也要對(dui)所選用的超聲(sheng)波流量計的性(xìng)能、精度和對被(bèi)測介質的要求(qiú)有深💔入的了解(jiě)。3.2便攜式超聲波(bō)流量計㊙️ 适用于(yu)臨時性測量，主(zhu)要用于校對管(guan)道上已安🍉裝其(qí)它流量儀表的(de)運行狀态，進行(hang)一個區域内的(de)流體平✌️衡測試(shi)，檢查管🧑🏾🤝🧑🏼道的當(dang)時流量情況等(deng)。如果不作固🔆定(dìng)安裝，而用于這(zhe)💁些用途時，選用(yong)便攜式超聲波(bō)流量計既方便(bian)又經濟。3.3時差式(shi)超聲波流量計(ji) 目前生産zui多、應(yīng)用範圍zui廣泛的(de)是㊙️時差式超聲(sheng)波流量計。它⭕主(zhu)要用來測量潔(jié)淨的流體流量(liàng)，在自💘來👉水公司(si)和😄工業用水領(ling)域，得到廣泛應(ying)用。此外它也可(ke)以測量🏃♂️雜技含(hán)量不高(雜質含(han)量小于10g/L，粒徑小(xiao)于1mm)的均✉️勻流體(ti)，如污水等🌈介質(zhi)的流量，而且精(jing)度可達±1.5%。實際應(ying)用表明，選用時(shi)差👌式超聲波流(liu)量計，對相應流(liu)體的測量都可(ke)以達到滿意的(de)效果。3.4管道式超(chāo)聲波流量計 精(jing)度zui高，可達到±0.5%，而(er)且不受管✂️道材(cái)質、襯裏的限制(zhì)，适用于流量測(ce)量精度要求高(gāo)的場合。但随着(zhe)管徑的增大，成(cheng)本也會随增加(jia)，通😍常情況下，選(xuǎn)用中小口徑的(de)管段式超聲波(bo)流量計，較爲經(jing)濟。3.5固定式超聲(shēng)波流量計 如果(guo)有足夠的安裝(zhuāng)空間，使用插入(ru)式換能器代替(ti)外貼式換能器(qi)，*消除了管襯、結(jie)垢及管壁對超(chāo)聲波信号衰減(jiǎn)的影響，測量穩(wen)定性更👉高，也大(da)大減小了維護(hù)💚工作量。而且，由(yóu)于插入式換能(neng)器也可以不斷(duan)流安裝，所以其(qi)應用正在不斷(duan)推😄廣。有的廠🔆家(jiā)推出了内部爲(wèi)數字化電路的(de)超聲波流量計(jì)，其特點是采用(yòng)數字電路處理(lǐ)信号，糾錯能力(lì)增強，取樣及時(shi)，精度提高(模拟(nǐ)電路的精度爲(wei)±1.5%，數字電路可以(yǐ)達到±1.0%)，而且✉️集成(cheng)度提高，儀表體(ti)積大大減小，有(you)多👣種信号輸🍉出(chū)模式供選擇，在(zài)實際應用也取(qǔ)得了很好的效(xiao)果。用戶在使用(yong)中可以和模拟(ni)電路的超聲波(bō)流㊙️量計進行比(bi)較。超聲波流量(liàng)計的功能選擇(ze)，用戶可以根據(ju)實際情況來确(que)定。如🎯果測量雙(shuang)向流體，一定要(yao)選擇帶有正負(fu)計量功能的超(chao)聲波流量計；如(ru)果用戶需🌂要定(dìng)期了解✌️流體在(zài)一定時段有流(liu)量👌情況，可以選(xuan)擇帶打印機的(de)超聲波流🔴量計(jì)。總之，所選擇的(de)超聲波流量計(ji)的功能既要滿(man)足用戶需要，也(ye)不必貪多🏃🏻求全(quán)，造成許多功能(néng)閉置不用，而增(zēng)加購買成本。4超(chao)聲波流量計的(de)應用 超聲波流(liu)量計在應用中(zhong)，需❌要注意以下(xia)幾㊙️個方面的問(wèn)題：4.1正确選擇這(zhe)是超聲波流量(liang)計📱能夠正常工(gong)作👌的基礎。如果(guo)選型不當，或會(huì)造成流量無法(fa)測量，或者用戶(hu)使用不做便等(děng)後果。具體選型(xing)原則，前面已做(zuò)了詳細的介🔴紹(shao)。4.2合理安裝換能(néng)器安裝不合理(lǐ)是📐超聲波流量(liàng)計不能正常工(gong)作的主要原因(yīn)。安裝換能㊙️器需(xu)要考慮位置的(de)确定和方式的(de)選擇兩個問題(tí)。确定位置時除(chú)保證足夠的上(shang)、下✔️遊直管段外(wai)，尤其要注意換(huan)能器盡量避開(kāi)有變頻調速嚣(xiao)、電焊機等污染(ran)電❗源的場合。在(zài)安裝方式上，主(zhǔ)要有對貼安裝(zhuang)方式和V方式、Z方(fāng)式三種。多譜勒(lè)式超聲波流量(liàng)計采用對貼🚶♀️式(shi)安裝方式，時差(cha)式超聲波流量(liàng)計采用V方式和(hé)Z方式，通常⛹🏻♀️情況(kuàng)下，管徑小于300mm時(shí)，采用V方式安裝(zhuang)，管徑大于200mm時，采(cǎi)用Z方式🌈安裝。對(duì)于即可以用V方(fang)式安裝又可以(yǐ)方式安裝的換(huan)🐕能器，盡量選用(yong)Z方🔞式。實踐表明(ming)，Z方式安裝的換(huàn)能器超聲波信(xin)号強度高，測量(liàng)的穩定性也🐆好(hao)。4.3及時核校 對于(yu)現場安裝固定(dìng)式超聲波流量(liàng)計數量大、範圍(wei)廣的用戶，可以(yi)配備一台同㊙️類(lei)型的便攜式超(chāo)聲波流量計，用(yong)于核校現場儀(yí)表的情況👄。一是(shi)堅持一裝一校(xiao)，即對每一台新(xīn)裝超聲波流量(liàng)計在安裝調試(shì)時進行核校，确(que)保選位好、安裝(zhuang)好、測量準；二是(shi)對在🔴線運行的(de)超聲波流量計(ji)發生流量突變(biàn)時，要利用便攜(xié)式超聲波流量(liàng)計進行及時核(he)校，查清流量突(tū)變的原因，弄清(qīng)楚🈚是儀表發生(shēng)故障還✍️是流量(liang)确實發生了變(bian)化。4.4定期維護與(yu)其他流量儀表(biǎo)相比，超聲波流(liu)量計的🍉維護量(liang)是比較小✂️的。對(duì)于💜外貼換能器(qi)超聲波流量計(jì)，安裝以後👉無水(shuǐ)壓損失，無潛在(zài)漏水，隻需定期(qī)檢查換能器是(shi)否✏️松動，與管道(dao)之間❗的粘合劑(ji)是否良好即可(ke)；插入式超聲波(bo)流量計，要定期(qī)清理探頭上沉(chén)積的雜質、水垢(gou)等有無♻️漏水現(xian)象；如果是一體(ti)式超聲波流量(liang)計，要檢查流量(liàng)計與管道之間(jiān)的法蘭鏈接是(shì)否良好，并考慮(lǜ)現場溫度和濕(shi)度對其電子部(bù)件💚的影響，等待(dài)。定期維護可以(yǐ)确保超聲波流(liu)量計的長期穩(wěn)定運行。超聲波(bō)流量計使用中(zhōng)注意事項1、瞬時(shí)流量計波動大(da)？ A、信号強度㊙️波動(dong)大；B、本身測量😍流(liú)體波動大； 解決(jué)方法：調🐪整好探(tàn)頭🔞位置，提高信(xìn)号強度(保持在(zai)3%以上)保證信号(hào)強度穩定，如本(ben)身流體波動大(da)，則位置不好，重(zhong)新選點，确保*D後(hou)5D的工況要求。2、外(wai)夾式流量計信(xin)号低？管徑過大(dà)，管道結垢⛹🏻♀️嚴重(zhong)，或選擇安裝方(fāng)式♈不對。 解決✌️方(fāng)法：對于管徑過(guo)大、結垢嚴重，建(jian)議采用插入式(shì)探🈲頭，或選擇“Z"型(xíng)安裝方式⭕。3插入(rù)式探頭使用一(yī)段時間後信号(hao)降低？可能探頭(tóu)發生偏移或探(tan)頭表面水垢♉厚(hou)。 解決方法：重新(xin)調👌整探頭位置(zhì)，清冼探頭發射(shè)面。4、開機無顯示(shì)檢查電源屬性(xing)是🧑🏽🤝🧑🏻否與儀表的(de)額定值相對應(yīng)，保險絲是否燒(shao)斷，如以上問題(tí)不薦在，對建🌂議(yì)把儀器發回我(wo)司由專業技術(shù)人員檢查。5、開機(jī)後儀表僅有背(bèi)光，無任何字符(fu)顯🥰示此情況一(yī)般爲程🆚序芯片(piàn)失💚，建議把儀器(qì)發回我司進行(háng)處理🛀。6、儀表在現(xiàn)場強幹擾下無(wu)法⛷️使用？ 供電電(diàn)源波動範圍較(jiao)大，周圍有變頻(pín)器或強磁場幹(gàn)擾，接地線不正(zheng)确。 解決方法：給(gěi)儀表提供穩定(ding)的供電電源，儀(yi)表安裝遠離變(biàn)頻器和強磁場(chǎng)幹擾，有良好的(de)接地線。
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