超聲波流(liu)量計的原理(lǐ)及選型
發布(bù)日期：2025-12-15 浏覽次(cì)數：2307
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超聲波流(liu)量計的原理(lǐ)及選型插入(rù)式超聲流量(liàng)計：可不停産(chan)安裝和維護(hu)。采用陶瓷傳(chuan)感器，使用我(wǒ)公司鑽孔裝(zhuāng)置進行不停(ting)産♈安裝。一般(bān)爲單聲道測(ce)量💞，爲了提高(gāo)測量🔴準确度(du)，可選擇三聲(sheng)道。管段式超(chāo)聲流量計：需(xu)切開管路安(an)裝，但以後的(de)維護可不停(ting)産。可選擇單(dan)聲道或三聲(sheng)道⭐傳感器。外(wài)夾🌍式超聲流(liú)量✌️計：能夠完(wan)成固定和移(yí)動測量。采用(yòng)耦合劑(室溫(wēn)固化的矽橡(xiang)🈲膠或高溫長(zhǎng)鏈聚合油脂(zhī))安裝，安裝時(shi)不♉損壞管路(lù)。便攜式超🔱聲(shēng)流量計：便攜(xié)使👌用，内置可(kě)充電锂電池(chi)，适合移動測(cè)量，配接磁性(xìng)傳感器。手持(chi)式♉超聲流量(liàng)計：體積小，重(zhong)量輕，内置可(kě)充電锂電池(chi)，手💞持使用，配(pei)接磁性傳感(gǎn)器⭐。防爆型超(chāo)聲流量計：用(yong)于爆炸性環(huán)境液體流量(liang)測量，爲防爆(bào)兼本安型。即(ji)轉換器爲防(fang)⛹🏻♀️爆型，傳感器(qì)爲本質安㊙️全(quan)型🌈。流量測量(liang)系統：由多台(tai)超聲流量計(jì)和系統主站(zhàn)組成。适于多(duo)條管路的集(ji)中測量。超聲(sheng)熱量計：用于(yú)供♈熱系統的(de)熱😘量測♌量。電(diàn)池供電型超(chao)聲流量計：采(cai)用一節锂電(dian)池供電的一(yi)體式超聲流(liú)量🔆計。适于無(wu)市電供應的(de)測🌈量場合，一(yī)節電池可使(shǐ)用十年，具有(you)多💯種測量功(gong)能🍓。系列明渠(qú)流量計，用于(yu)液體明渠流(liu)量測🈚量，測量(liàng)😘傳感器可采(cai)用超聲速度(du)傳感器、帕氏(shì)槽、P-B槽、三角❓堰(yan)、矩形堰和全(quán)寬堰，并采用(yong)超聲液位測(ce)量。該系統明(míng)渠😘流量計測(cè)量準确、可靠(kao)。采用超聲速(su)度傳感器時(shí)，可測量🔴大型(xíng)渠道或涵洞(dong)的液體流量(liang)。堰槽式明渠(qu)流量計：可使(shǐ)🈲用帕氏槽、P-B槽(cao)、三角堰、矩形(xíng)堰、全寬堰進(jin)行❗明渠流量(liàng)🎯測量，液位傳(chuán)感器采用超(chāo)聲傳感器。超(chāo)聲式明渠流(liu)量計：采用✉️超(chāo)聲傳感器測(cè)量流速及液(ye)位🛀🏻。測量準确(que)度高，适于大(dà)型渠道🌈和涵(han)洞的流量測(cè)量。根據測量(liàng)準确度😍要求(qiú)，超聲速度測(cè)量可👨❤️👨選擇單(dān)聲道、雙聲道(dao)和三聲道🍓。超(chao)聲式明渠流(liú)量計：采用超(chao)聲傳感器測(ce)量流速及液(ye)位。測量準确(què)度高，适于大(dà)型渠道和涵(hán)洞的流量測(ce)量。根據測量(liàng)準确度要求(qiu)，超聲速度測(cè)量可選擇🌂單(dān)聲道✨、雙聲道(dao)和三聲道。超(chāo)聲波流量計(ji)一般不作結(jie)算計量❄️儀表(biao)使用，對于現(xian)場計量點損(sǔn)壞生産不能(neng)停💯機更換🔅，又(you)需要檢測參(can)數🔞指導生産(chan)的情況也往(wǎng)往用到超聲(shēng)波流量計。超(chao)聲波流量計(ji)zui大優💔勢是用(yòng)于大口徑流(liu)量測⭕量(管徑(jìng)大于2米)，即使(shǐ)有些結算✍️用(yòng)計量點，經過(guò)使用👉雙方認(ren)可，選用精度(du)高的超聲波(bo)流量計，可以(yi)節約成本，并(bìng)減♍少維護量(liàng)。超聲波流量(liàng)計的選型及(ji)應用摘要🐆超(chāo)聲波流量計(jì)是一種利用(yòng)超聲波脈沖(chòng)來測量流體(tǐ)流量的速度(du)式流量儀表(biao)，它從80年代開(kai)始進入我國(guó)工😍業生産和(he)計量領域，并(bìng)在90年代得到(dào)迅速發展🤞。文(wen)章🌈對我佃國(guó)内市場上出(chū)現了各類超(chāo)聲波流量進(jin)行🥰了深入研(yan)究分析，結合(hé)多年的實際(ji)應用經驗，系(xì)統闡述了超(chāo)聲波流量計(ji)的分類方法(fa)；從儀表性能(néng)、被測介質經(jīng)濟性，實用性(xìng)等方面總結(jié)了選用超聲(shēng)波流量的原(yuán)則☀️，并對應用(yòng)中如何選位(wèi)、安裝、維護提(tí)出✨具體建議(yì)，爲用🛀戶合理(li)選擇和應用(yong)超聲波流量(liang)計🌂提供了一(yi)些可以借鑒(jiàn)的經驗和方(fang)法。關鍵詞超(chāo)聲流量計；換(huàn)能器；時差式(shì)；安裝方🍓式 近(jin)幾年來，随着(zhe)電子技術、數(shù)字技術的發(fā)展，利用超聲(shēng)波脈沖測量(liang)流體流量的(de)技術發展很(hěn)快🏃♂️，基于不同(tong)原理，适用❤️于(yu)不同場合的(de)各種型式的(de)超聲🏃🏻波流量(liang)計🐕得到了廣(guǎng)泛應😘用，同時(shí)也很快，對廣(guǎng)大用戶🔴提出(chu)如何認識超(chāo)聲波流量計(jì)、怎樣選擇合(he)适的類型，使(shǐ)用中應注意(yi)些🐅什麽問題(ti)等一系列問(wèn)題，本文綜合(he)國内超聲波(bo)流量計目前(qián)的發展情況(kuang)及🧑🏾🤝🧑🏼多年應用(yòng)的實踐，對上(shang)述問題進行(hang)了些探讨。1超(chao)聲波流量計(jì)的分類 超聲(shēng)波流量計的(de)各類很多，依(yi)照不同的分(fèn)類方法♋，可以(yi)分⭐爲不同類(lèi)型的超聲波(bo)流量計。 1.1多譜(pǔ)勒式超聲波(bō)流量計 換能(neng)器1發射頻率(lǜ)爲f1的超聲波(bō)信号，經過管(guan)道内液體中(zhong)的懸浮顆🔞粒(li)或😄氣泡後，頻(pin)率發生偏移(yí)，以f2的頻率反(fan)射到換能器(qi)2，這就是多譜(pu)勒将♊就，f2與f1之(zhī)差即爲多譜(pǔ)勒頻差fd。 當☁️管(guǎn)道條件、換能(neng)器安裝位置(zhi)、發射頻率、聲(sheng)速确定以後(hou)，c、f1、θ即爲常數，流(liú)體流速和多(duō)譜勒頻移成(cheng)正比，通過測(cè)量頻移就可(kě)得到流體流(liú)速💛，進而求得(dé)🔞流體流量。 1.2時(shí)差式超聲波(bo)流量計 時差(chà)式超聲波流(liú)量🔞計是利用(yòng)聲波在流體(tǐ)中順流傳播(bo)和逆流傳播(bo)的時🧑🏽🤝🧑🏻間差與(yu)流體流速成(chéng)正比這一原(yuan)理🏒來測量流(liu)體流量的。 2區(qu)别 根據超聲(sheng)波流🏃♀️量計使(shi)用場合不同(tóng)，可以分爲固(gù)定📱式超聲波(bō)流量計和便(biàn)攜🐕式超聲波(bō)流量計2.1這兩(liang)✉️類超聲🍓波流(liu)量計的主要(yào)區别(1)适用的(de)場合不同 固(gù)定式超聲波(bō)流量計用于(yú)安✏️裝在某一(yi)固定位置，對(dui)某一特定管(guan)道内流體的(de)流量進行長(zhang)期不間斷的(de)計量；便攜式(shi)超聲波流👄量(liàng)計具有很大(dà)的🥵機動性，主(zhǔ)要用于對📐不(bu)同管道的流(liú)體流量作臨(lín)時性測量。(2)供(gong)電💋方式不同(tong) 固定式超聲(sheng)波⭕流量計要(yào)求長期連續(xù)運行，所以要(yào)使用220V交流電(dian)源，便攜式超(chao)聲波流量計(jì)既可以使用(yòng)現場的交流(liú)電源，也備有(yǒu)内置充電🆚電(dian)池，可以連續(xu)工作5～10h［小時］，大(dà)大方便了不(bú)同場合臨時(shi)性流量測量(liàng)的需要。(3)部分(fèn)功😍能不同 因(yīn)定式超聲波(bō)流♈量計，通常(cháng)都有4-20mA信号輸(shu)出等功能，供(gong)遠傳顯示使(shi)用，但其内部(bù)隻能存貯一(yī)條管道的參(can)數；便攜式超(chao)聲波流量計(jì)隻是爲了現(xiàn)場查看當時(shí)流量和短時(shi)間内的累計(jì)流量，故一般(ban)無輸出🌈信号(hào)功能，但爲了(le)方便測量不(bú)同管道流量(liang)，它具有豐富(fù)的貯存功能(neng)，可以同時存(cún)貯數十條不(bu)同❌管道的參(can)🏃數，供随時調(diao)出使用。2.2換能(neng)器供電方式(shì)不同 可以分(fèn)爲📱外貼式、插(cha)入式、管段式(shi)三種超聲波(bō)流💯量計。(1)外貼(tie)式 外貼式超(chao)聲波流量計(jì)是生産zui早，用(yòng)戶zui熟悉且應(yīng)用zui廣泛的超(chāo)聲波流量計(ji)，安裝換能器(qì)無需管道斷(duàn)流，即貼即用(yong)，它充分體現(xian)了超聲波流(liú)量計安裝簡(jiǎn)單、使用方便(bian)的特點。(2)管段(duan)式 某些管道(dào)因材質疏、導(dao)聲不良，或者(zhe)鏽蝕嚴重，襯(chèn)裏和管道内(nèi)空間有間隙(xi)等原因，導緻(zhì)超聲🙇🏻波信号(hào)衰減嚴重，用(yong)外貼式超聲(shēng)波流量計無(wu)法正常測量(liang)，所以産生了(le)管段式超聲(sheng)波流量計。管(guan)段式超聲波(bō)流✉️量計把🥰換(huàn)能器和測量(liang)管組成一體(tǐ)，解決了外貼(tiē)🐉式流量計在(zai)測量中的一(yī)個難題。而且(qiě)測量精⚽度也(ye)比其它超聲(sheng)波❗流量計要(yao)高，但同時也(ye)犧牲了外貼(tie)式超聲波流(liu)量計不斷流(liu)💛安裝這一優(yōu)點，要求切開(kāi)管道安裝換(huàn)能✂️器。(3)插入式(shì) 插入式超聲(shēng)波流量計介(jiè)于上述二💛者(zhe)中㊙️間。在安裝(zhuang)上可以不斷(duàn)流，利用專門(men)工具在有水(shuǐ)的管道上打(dǎ)孔，把換能器(qì)插入管道内(nèi)，完成安裝。由(yóu)于換能器在(zai)管道内，其信(xin)号的發✔️射、接(jie)受隻經過被(bei)測介質，而不(bú)經過管壁和(he)襯裏，所以其(qí)測量不受管(guan)質和管襯材(cai)料限制。3超聲(sheng)波流量計的(de)選型 超聲波(bo)流量計除上(shàng)述各種類型(xíng)外，近年來又(yòu)出現了采用(yong)數字化電路(lu)的數字式超(chāo)聲波流量計(ji)，把換能器和(he)轉🔞換器做在(zai)一起的一體(ti)式超聲波流(liu)量計，等等。面(miàn)對衆多類型(xíng)的超聲波流(liu)量計，用戶要(yào)根據實際情(qing)況和測量需(xu)要合理選型(xing)。3.1多🐪譜勒式超(chao)聲波流量計(jì) 隻能用于測(cè)量含有适量(liàng)能反射超聲(shēng)波信号🤩的顆(kē)粒☀️或氣泡的(de)流體，如工廠(chǎng)🆚排放液、未處(chù)理的污水、雜(za)志♍含量穩定(dìng)的工廠過程(cheng)液等。要注意(yi)它對被測介(jiè)質🏃要求比較(jiào)苛刻，即不🐕能(néng)是潔㊙️淨水，同(tong)時雜技含量(liàng)要相對穩定(ding)，才可以正常(cháng)測量，而且不(bu)同廠家的儀(yí)表性能及對(dui)被測廠家的(de)要求也不一(yī)樣。選✌️擇此類(lèi)超聲波流量(liang)計即要對被(bei)測介質心中(zhōng)📱有數，也要對(duì)所♈選用的超(chao)聲波流量計(ji)的性能、精度(du)和🈲對被測介(jie)質的要求有(you)深入的了解(jiě)。3.2便攜式超聲(sheng)波流量計 适(shì)用于臨✨時性(xìng)測量，主要用(yong)于校對管道(dào)上已安裝其(qi)它流量儀表(biao)的運行狀态(tài)，進行一個區(qu)域内的流體(ti)平衡測試，檢(jiǎn)查管道的當(dang)時流量情況(kuang)等。如果不作(zuo)固❤️定安裝，而(er)用于這些用(yòng)途時，選用便(bian)攜式超聲波(bō)流量計既方(fāng)便📱又經濟。3.3時(shi)差式超聲波(bō)流量計 目前(qian)生産zui多、應用(yong)範圍zui廣泛的(de)是時差式超(chao)聲波流量計(jì)。它主要☁️用來(lái)測量潔淨的(de)流體流量，在(zài)自來🚩水公司(sī)和工業用🆚水(shui)領域，得到廣(guǎng)泛應用。此外(wai)它也🔅可以測(cè)量雜技含量(liàng)不高(雜質含(han)量小于10g/L，粒徑(jing)小于1mm)的均勻(yún)流體，如污水(shui)等🧑🏾🤝🧑🏼介質的流(liú)量，而且精度(dù)可達±1.5%。實際應(ying)用⭐表明，選用(yong)時差式超聲(shēng)波流量計，對(duì)相應流體的(de)測量都可以(yǐ)達到滿意的(de)效果。3.4管道式(shi)超聲波流量(liàng)計📐 精度zui高，可(kě)達到±0.5%，而且👄不(bú)受管道材質(zhi)、襯裏的限制(zhi)，适♈用于流量(liàng)測量精度要(yào)求高的💔場合(hé)。但随着管徑(jìng)的增大，成本(běn)也會随增☀️加(jiā)，通常情況下(xià)，選用🍓中小口(kou)徑的管段式(shì)超聲波流量(liang)計，較爲經濟(jì)。3.5固定式超聲(sheng)波流量計 如(ru)果有足夠的(de)安裝空🏃♀️間，使(shǐ)用❄️插入式換(huàn)能器代替外(wai)貼式換能器(qi)，*消除了管襯(chen)、結垢及管壁(bi)對㊙️超聲波信(xìn)号衰減的影(ying)響，測量穩定(dìng)性更💞高，也大(da)大減小了維(wéi)護☀️工作量。而(er)且，由于插入(rù)式換能器也(ye)可以不斷流(liu)安裝，所以其(qi)應用正在不(bú)斷推🤟廣。有的(de)廠🙇♀️家推出了(le)内部爲數字(zi)化電路的超(chao)聲波流量計(ji)，其特點💋是采(cǎi)用數字電路(lu)處理信号，糾(jiū)錯能力增強(qiang)，取樣及時，精(jing)🔴度提高(模拟(nǐ)電路的精度(dù)爲±1.5%，數字電路(lù)🏃🏻♂️可以達到±1.0%)，而(ér)且集成度提(ti)高，儀表體積(ji)大大減小，有(yǒu)多種信号輸(shū)🔞出模式供選(xuǎn)擇，在實際應(yīng)用也取得了(le)很好的效果(guǒ)。用戶在使用(yòng)中可以和模(mó)拟電路的超(chao)聲波流量計(jì)進行比較。超(chao)聲波流量計(jì)的功能選擇(zé)，用🥵戶可以根(gēn)據實際情況(kuàng)來确定。如果(guǒ)測量雙向流(liú)體☔，一定要選(xuǎn)擇❌帶有正負(fù)計量功能的(de)超聲🙇♀️波流量(liàng)計；如果用戶(hù)需要定期了(le)解流體在一(yī)定時段有流(liu)量情況，可以(yǐ)選擇帶打印(yin)機的超聲波(bo)流量計。總之(zhi)，所💘選擇的超(chao)聲波流量計(ji)的功能既要(yào)滿足用戶需(xu)要💃🏻，也不💯必貪(tān)多求全，造💃成(chéng)許多功能閉(bi)置不用，而增(zēng)加👈購買成本(běn)。4超聲波流量(liàng)計的應用 超(chao)聲波流量計(jì)在應用中，需(xu)要注意以下(xià)幾🚶♀️個方面的(de)問題：4.1正确選(xuǎn)擇這是超聲(sheng)波流量計能(neng)夠正常工作(zuo)的❤️基礎。如果(guo)選型不當，或(huo)會造成流量(liang)無法測量，或(huò)者用戶使用(yong)不做便等後(hòu)果。具體選型(xing)原則，前面已(yi)做了詳細的(de)介♉紹。4.2合理安(an)裝換能器安(an)裝不合理是(shì)🧡超聲波流量(liang)計不能正常(cháng)工作的主要(yào)原因。安裝換(huàn)能器需要考(kǎo)慮位置的确(què)定和📞方式的(de)選擇兩個問(wen)題。确定位置(zhi)時除保證足(zú)夠的上、下遊(you)直管段外，尤(you)其要注意換(huan)能🌈器盡量避(bì)開有變頻調(diao)速嚣、電🏒焊機(ji)等污染電源(yuán)的場合。在安(ān)裝方式上，主(zhu)要有對貼安(ān)裝方式和V方(fang)☀️式、Z方式三種(zhǒng)。多譜勒式超(chāo)聲💜波流量計(jì)采用對貼式(shi)安裝方式，時(shi)差式🧡超聲波(bō)流量計采用(yòng)V方式和Z方式(shi)，通💋常情況下(xià)，管徑小于300mm時(shí)，采用V方式安(ān)裝，管徑大于(yu)200mm時，采用Z方式(shì)㊙️安裝。對于即(jí)可🔆以用V方式(shì)安裝又可以(yi)方式安裝的(de)換能器，盡量(liàng)選用Z方式。實(shí)踐表明，Z方式(shì)安☎️裝的換能(néng)器超聲波信(xìn)号強度高，測(ce)量的🔆穩定性(xìng)也好。4.3及時核(hé)校 對于現場(chǎng)安裝固定式(shì)超聲🤩波流量(liang)計數量大、範(fan)圍廣的用戶(hù)，可以配備一(yi)台同類型✔️的(de)便攜式超聲(shēng)波流量計，用(yòng)于核校現場(chang)儀表的情況(kuang)🔅。一是堅持一(yī)裝一校，即🌈對(dui)每一台新裝(zhuang)超聲波流量(liang)計在安裝調(diào)試時進行核(hé)校，确保選位(wei)好、安裝好、測(ce)量準；二是對(duì)在線運行的(de)超聲波流量(liang)計🌐發生流量(liang)突變時，要利(lì)用便攜式超(chāo)聲波流量計(jì)進行及時核(hé)校㊙️，查清流量(liàng)突變的原因(yin)，弄清楚是儀(yi)表發生故障(zhang)還🚶是流量确(que)🈲實發生了變(biàn)化。4.4定期維護(hù)與其他流量(liàng)儀表相比，超(chāo)聲波流量計(ji)的♊維護量是(shì)🧑🏾🤝🧑🏼比較小的。對(dui)于♉外貼換能(néng)器超聲波流(liú)量計，安裝以(yǐ)後無水壓損(sun)失，無潛在漏(lòu)水，隻需定期(qī)檢查換能器(qi)是否❗松動，與(yǔ)管🈲道之間的(de)粘合劑是否(fǒu)良好即可；插(chā)入式超♌聲👈波(bō)流量計，要定(dìng)期清理探頭(tóu)上沉積的雜(zá)質、水垢等有(you)無漏水現象(xiàng)；如果是一體(ti)式超聲波流(liu)量計，要檢查(chá)流量計與管(guan)道之間的法(fǎ)蘭鏈接♋是否(fǒu)良好，并考慮(lǜ)現🤞場溫度和(he)✍️濕度對其電(dian)子部件的影(yǐng)響，等待。定期(qi)維護可以确(què)保超聲波流(liu)量計的長期(qī)穩定運行🌐。超(chao)聲波流量計(jì)使用中注意(yi)事項1、瞬時流(liú)量計波動大(dà)？ A、信❄️号強度波(bō)動大；B、本身測(ce)量流體波動(dong)大； 解決方法(fǎ)：調整好探頭(tou)位置，提高信(xin)号強度(保持(chi)在3%以上)保證(zheng)信号強度穩(wěn)定，如本身流(liu)體波動大，則(zé)位置不好，重(zhòng)新🔞選點，确保(bao)*D後5D的工況要(yao)求🐇。2、外夾式流(liu)量計信号低(dī)？管徑過大，管(guǎn)道結垢嚴重(zhong)，或選擇安裝(zhuāng)方式不對。 解(jie)決🌐方法：對于(yú)管徑過大、結(jié)垢✔️嚴重，建議(yì)采用插入式(shi)探💘頭，或選擇(zé)“Z"型安裝方式(shì)☁️。3插入式探頭(tou)使🔴用一段時(shi)🔱間後信号降(jiàng)📱低？可能探頭(tou)發生偏移或(huo)探頭表面水(shui)垢厚。 解決方(fāng)法：重新調整(zheng)探頭位置，清(qīng)冼探頭發射(she)面。4、開機無顯(xian)示☁️檢🏃🏻♂️查電源(yuán)屬性是✌️否與(yǔ)儀表的額定(dìng)值🐇相對應，保(bǎo)險絲是否燒(shāo)斷，如以上問(wen)題不薦在，對(dui)建議把儀器(qì)發回我司由(you)專業技術人(rén)員檢查。5、開機(jī)後儀表僅有(yǒu)背光，無任何(he)字符顯示此(cǐ)情況一般爲(wei)程序芯片失(shī)，建議把儀器(qi)發回我司進(jin)行處理。6、儀表(biao)在🈲現場強幹(gan)擾下無法使(shǐ)用？ 供電電源(yuan)波動範圍較(jiao)大，周圍有變(bian)頻器或強磁(ci)場幹擾，接地(dì)線不正确🔞。 解(jie)決方法：給儀(yí)表提供穩定(ding)的供電電源(yuán)，儀‼️表安裝遠(yuan)離☎️變頻器和(he)強磁場幹擾(rao)，有良好的接(jie)地線。
