一(yī)、超聲波流量計(ji)
在流動的流體(ti)中傳播時就載(zǎi)上流體流速的(de)信息🔴。因此🏃♂️通過(guo)接收到的超聲(sheng)波就可以檢測(cè)出流體的流速(sù)，從而換算成流(liú)量。超聲脈沖穿(chuan)過管道從一個(ge)傳感器♌到達另(lìng)⛱️一個傳感器，就(jiù)像一個渡船的(de)船夫在橫渡一(yi)條河。當氣體不(bú)流動時，聲脈沖(chong)以相同的🧑🏽🤝🧑🏻速度(dù)(聲速，C)在兩個方(fāng)向上傳播。如果(guo)管道中的氣體(tǐ)有一定流速V(該(gāi)流速不等于零(ling))，則順着流動方(fāng)向的聲脈沖會(hui)傳輸得快些，而(er)逆着流動方向(xiang)的聲脈沖🎯會傳(chuán)輸得慢些。這樣(yang)，順流傳輸時間(jiān)tD會短☎️些，而逆流(liú)傳輸時間💃tU會長(zhang)些。這裏⭐所說的(de)🏃🏻♂️長些或短些都(dou)是與💚氣體不流(liu)動時的傳輸時(shí)❄️間相比而言；根(gēn)據檢測的方式(shì)，可分爲傳播速(sù)度差法、多普勒(lè)法、波束偏移法(fǎ)💋、噪聲法及相關(guān)法等不同類型(xing)的超聲波流量(liàng)計。起聲波流量(liang)計是近十幾年(nian)來随着集成電(dian)路技術迅速發(fa)展才開始應用(yòng)的一種。
根據對(dui)信号檢測的原(yuán)理，目前超聲波(bō)流量計大緻可(kě)分傳播速㊙️度差(cha)法(包括：直接時(shí)差法、時差法、相(xiàng)位🐅差法🥰、頻差法(fa))波束偏移法、多(duo)普勒法、相關法(fǎ)、空間濾波法及(jí)噪聲法等類型(xing)。其中以噪聲法(fa)原理及結構簡(jian)單，便于測量和(he)攜帶，價格便宜(yi)但準确度較低(dī)，适♍于在流量測(cè)量準确度要💰求(qiu)不高的場合使(shi)用。
波束偏移法(fa)是利用超聲波(bo)束在流體中的(de)傳播方向随🈲流(liu)體⭐流速變化而(ér)産生偏移來反(fan)映流體流速🍉的(de)，低⭕流速時，靈敏(mǐn)度很低适用性(xing)不大.
多普勒法(fa)是利用聲學多(duo)普勒原理，通過(guo)測量不均✔️勻流(liú)體中☔散射體散(san)射的超聲波多(duo)普勒頻移來确(que)定流體流🎯量的(de)，适用于含懸浮(fú)顆粒、氣泡等流(liú)體流量測量。
相(xiang)關法是利用相(xiàng)關技術測量流(liu)量，原理上，此法(fa)的⛹🏻♀️測量準确度(dù)🐪與流體中的聲(shēng)速無關，因而與(yu)流體溫度，濃度(dù)等無關，因而測(ce)量🎯準确度高，适(shì)用範圍廣。但💞相(xiang)關器價格貴，線(xian)路比較複雜。在(zai)微處理機普及(ji)應用後，這個缺(que)點可以克服。
噪(zao)聲法(聽音法)是(shi)利用管道内流(liu)體流動時産生(shēng)的噪聲與流體(tǐ)的流速有關的(de)原理，通過檢測(cè)噪聲表㊙️示流❌速(sù)或✏️流量值。其方(fāng)法🏃♀️簡單，設備價(jià)格便宜，但準确(que)度低。
以上幾種(zhǒng)方法各有特點(diǎn)，應根據被測流(liú)體性質.流速分(fen)布情🛀況、管路安(an)裝地點以及對(dui)測量準确度的(de)要求等因素進(jìn)行選擇。一般說(shuo)來由于工業生(sheng)産中㊙️工質的溫(wēn)度常👌不能保🌐持(chí)恒定，故多采用(yòng)頻差法及時差(chà)法。隻有在管徑(jing)👉很大時才采用(yòng)直接時差法。對(duì)換能器安裝方(fang)法的選擇原則(ze)一般是：當流體(tǐ)沿管軸平行流(liu)動時，選用Z法；當(dang)流動方向與管(guǎn)鈾不🤩平行或管(guan)路安裝地點使(shi)換能🐆器安裝間(jian)隔受到限制時(shi)，采👈用V法或X法。當(dāng)流場📞分布不均(jun1)勻而表前直管(guan)段又較短時，也(yě)可采用多聲🐕道(dào)(例如雙聲道或(huò)四聲道)來🚩克服(fu)流速擾動帶來(lái)的流量測量誤(wù)差。多💃普勒法适(shi)🆚于測量兩相流(liú)，可避免常規儀(yí)表由懸浮粒或(huo)氣泡造成的堵(dǔ)塞、磨損、附着而(ér)不能運📱行的弊(bì)病，因而得以迅(xùn)速發♈展。随着工(gong)業的發展及節(jiē)能工作的開展(zhǎn)，煤油混合(COM)、煤水(shuǐ)泥合(CWM)燃料的輸(shū)送和應用以及(jí)燃料油加水助(zhù)燃等節能方法(fa)的發展，都爲多(duō)普勒超聲波流(liú)量計應用開辟(pì)廣闊前景。
二、構(gou)成：
超聲波流量(liàng)計
由超聲波換(huan)能器、電子線路(lù)及流量顯示和(hé)累積系♻️統三🌈部(bu)分組成。超聲波(bō)流量計的電子(zǐ)線路包括發🏃🏻射(she)、接收、信号處理(li)和顯示🌈電路。測(ce)得的瞬時流量(liàng)和累積流量值(zhi)用數字量或模(mo)拟量顯示。超聲(shēng)波發射換能器(qi)将電能轉換爲(wei)超聲波能量，并(bìng)将其發射到被(bei)測流體中，接收(shōu)器接收‼️到的超(chāo)聲波信号，經電(diàn)子⭐線路放大并(bing)轉換爲代表流(liú)量的電信号供(gong)給⭕顯示和積算(suan)儀表進行顯示(shì)和📧積算。這樣就(jiù)實現了流量的(de)檢測和顯示。超(chāo)聲⭐波流量計常(chang)用壓電換能器(qì)。它利用壓電☁️材(cai)料的壓電效應(ying)，采用适出的發(fa)射電路把電能(néng)加到發射♊換能(néng)器的壓電元件(jian)上，使其産生🚶♀️超(chāo)聲波振勸。超聲(shēng)波以某一⛷️角度(du)射入流體中傳(chuán)播，然後由接收(shōu)換能器接收，并(bing)經壓電元件變(bian)爲電能🌈，以便檢(jian)測🈲。發射換能器(qì)利用壓電元件(jian)的逆壓電效應(ying)，而接收換能器(qi)則⛹🏻♀️是利用壓電(dian)效應。
三、優點：超(chāo)聲波流量計非(fēi)接觸式儀表，适(shi)于測量不易接(jiē)觸和觀察的流(liú)體以及大管徑(jing)流量。它與水位(wei)計聯動可進行(hang)敞開水流的流(liú)量測量。使用超(chao)聲波流量計，不(bu)用在流體中🔞安(ān)裝測量元件🏒，故(gù)不會改變流體(ti)的流🈲動狀态，不(bú)産生附加阻力(li)，儀表的安裝及(jí)檢修均可不影(ying)響生産管線運(yùn)行因而📐是一種(zhong)理想🍉的節能型(xing)流量計。多普勒(le)法超聲波流量(liang)計可測雙🐅相介(jie)質的流量，故可(ke)用于😍下水道及(ji)排污水等髒污(wu)❓流的測量。在發(fa)電廠中，用便攜(xié)式超聲波流量(liang)計測量水輪機(jī)💋進水量、汽輪機(jī)循環水量等大(dà)管徑流量，比過(guo)去的皮脫管流(liú)速計方便得多(duo)。超聲被流量汁(zhi)也可用于氣‼️體(tǐ)測量。管徑的适(shì)用範圍從2cm到5m，從(cóng)幾米寬的明渠(qú)、暗渠到500m寬的河(he)流都可适用。
四(sì)、缺點：主要是可(kě)測流體的溫度(dù)範圍受超聲波(bō)換能鋁及換能(néng)器與管道之間(jiān)的耦合材料耐(nài)溫程度的限制(zhi)，以☔及高溫下被(bei)測流體傳聲速(sù)度的原始數據(jù)不全。目前我🔴國(guo)隻能🧡用于測量(liàng)200℃以下🌐的流體。另(lìng)外，超聲波流量(liang)計的測量線路(lù)比一般流量🌈計(ji)複雜。這是因爲(wèi)，一般工業計量(liàng)中🈲液體的流速(sù)常常是每秒🎯幾(ji)米，而聲波在液(ye)體中的傳播🌂速(su)度約爲1500m/s左右，被(bèi)測🌈流體流速(流(liú)量)變化帶給聲(shēng)速的變化量zui大(da)也是10-3數量級.若(ruò)要求測量流速(sù)的準确度爲1%，則(zé)對♉聲速的測量(liàng)準确度⁉️需爲10-5～10-6數(shù)量級，因此必須(xu)有完善的測🍓量(liàng)線👄路才能實現(xiàn)，這也正是超聲(shēng)波流量計隻⛷️有(you)在集成電路技(jì)術迅速發展的(de)前題下才能得(de)到實際應用的(de)原🍉因。
五、超聲波(bo)流量計安裝步(bù)驟
安裝超流可(kě)按照以下步驟(zhòu)操作：
一：觀察安(ān)裝現場管道是(shì)否滿足直管段(duàn)*D後5D以及離泵30D的(de)距離。(D爲管道内(nèi)直徑)
二：确認管(guan)道内流體介質(zhì)以及是否滿管(guǎn)。
四：确認管道使(shǐ)用年限，在使用(yòng)10左右的管道，即(jí)使是碳鋼⛹🏻♀️材質(zhi)，也采用插入式(shì)安裝。
五：前四步(bù)驟完成後可确(què)認使用何種傳(chuan)感器安裝
七：非常(cháng)重要：精确測量(liang)出安裝距離。
(1) 外(wài)夾式可選安裝(zhuāng)傳感器大概距(ju)離，然後不斷調(diào)試活🏒動傳感⛹🏻♀️器(qi)㊙️以達到信号和(he)傳輸比
的匹配(pèi)
(2) 插入使用工具(jù)測量管道上安(ān)裝點距離，這個(gè)距離很❓重要，它(ta)直接影響表的(de)
實際測量精度(du)，所以進行多次(cì)測量以求較高(gāo)精度。
六、超(chāo)聲波流量計使(shǐ)用中常見問題(ti)：
1、 超聲波流量計(jì)探頭使用一段(duàn)時間，會出現不(bu)定期的報警。尤(yóu)其㊙️是輸送介質(zhi)雜質較多時，這(zhè)種問題會較常(chang)見。解決辦法：定(dìng)期清🔅理探頭(建(jiàn)議一年清理一(yi)次)。
2、 超聲波流量(liàng)計輸送介質含(hán)有水等液體雜(za)質時，流量🤟計引(yin)壓管容易産生(shēng)積液，氣溫較低(dī)時會出現引壓(ya)管凍堵現象，尤(you)其在北方地區(qu)冬季較常見。解(jiě)決辦法：對引壓(yā)管進行吹掃或(huo)加電伴熱
超聲(sheng)波在傳播過程(cheng)中，由于受介質(zhì)和介質中雜質(zhì)的阻礙或吸收(shou)，其強度會産生(sheng)衰減。不論是超(chao)聲波流量計還(hai)是超聲波物位(wèi)計，對所接受的(de)聲波強度都有(yǒu)一定要求，所以(yǐ)都要對各種衰(shuai)減進行抑制。
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