25超声波流量计

超声波流量计目录一.超声波流量计分类二.超声波流量计系统组成部分三.超声波流量计的特点四.超声流量计的基本工作原理五.超声波流量计的安装注意事项六.外夹式超声波特点一.超声波流量计分类流量计按换能器安装方式可分为插入式和外夹式两种形式。插入式流量计根据换能器的数量不同，分为单声道流量计，双声道流量计和多声道流量计。流量计按计量方式分为：贸易用流量计和核查流量计。贸易用流量计只有二声道以上插入式超声波流量计。二.超声波流量计系统组成部分超声波流量计系统主要由下列部分组成：1、流量计；2、流量计算机(体积修正仪)；3、温度变送器;4、压力变送器;5、前、后直管段。6、整流器(选用)流量计系统各部分的作用说明3、温度变送器（铂热电阻）：为流量计算机提供温度补偿数据。4、压力变送器：为流量计算机提供压力补偿数据。5、前直管段,后直管段：使气体均匀流过流量计，保证流量计测量准确。用于安装温度和压力的测量仪表。6、整流器(选用)：用于使气体均匀流过流量计，保证流量计测量准确。7、其它：1）、压力表、温度表2）、过滤器（涡轮流量计用）等3）、色谱分析仪（选用）:用于测量气体的组分数据。超声波流量计的组成：1、流量计表体2、超声换能器（ultrasonictransducer）3、信号处理单元（signalprocessingunit或SPU）超声波流量计（SICKMAIHAK）信号处理单元（SPU）超声换能器（探头）流量计本体三.超声波流量计的特点量程比可达1:200(流体流速范围0.3-30m/s)在给定范围内:精度高重复性好无漂移无可动部件—耐用适用于双向计量且精度不变不受以下因素的影响:流速分布不对称脉动流无压损不受气体组分变化的影响易于安装维护缺点：在天然气运用中，当天然气含水量较多或粉尘较多时，流量计的数据误差较大。管线的各种噪声对超声流量计的影响也很大，虽说有滤波电路，但超声信号可能被超声噪声所淹没而无法分辨，同时CO2也会使超声波衰减。当气体温度太高（100摄氏度以上），或在大口径管道中气体压力极低（低于0.1MPa），流速也极低（小于0.5mm/s）时，超声流量计不适用。四.超声流量计的基本工作原理1.超声波流量计按测量原理分类有：①传播时间法；②多普勒效应法；③波束偏移法；④相关法；⑤噪声法。2.声波在流体中传播，顺流方向声波传播速度会增大，逆流方向则减小，同一传播距离就有不同的传播时间。利用传播速度之差与被测流体流速之关系求取流速，称之传播时间法。即顺流时的超声脉冲传播速度比逆流时传播的速度要快，这两种超声脉冲传播的时间差越大，则流量也越大的原理。在实际工作过程中，处在上下游的换能器将同时发射超声波脉冲，显然一个是逆流传播，一个是顺流传播。流体的作用将使两束脉冲以不同的传播时间到达接收换能器。由于两束脉冲传播的实际路程相同，传输时间的不同直接反映了气体流速的大小。3.利用超声波可以透过物体的特性，在流体管道外设置超声波发送装置，测量管内流体流速。它主要应用于大口径管道流量测量，有时需要在管内直接开口安装超声波发送装置，这时称之为接液式超声波流量计。超声传输时间的计算cdvV•COSTrdAcosdvcl=tbacosdv+cl=tabreceivesendsendreceiveDiLTrdB式中：L—声道长度；Cd—气体中的声速（约300~450m/s）；如有流动，声脉冲从A到B的传输时间tab将减小，而它从B到A的传输时间tba将增大，—管轴线与A至B声程之间的夹角；V—沿声程测得的被测气体的平均流速；Di—为流量计的内径；用以上两时间公式相减、加，得到下式：t1-t12l=vbaabcost1t12l=CbaabdAxial,path1Axial,path3Axial,path5Swirl,path2Swirl,path4Q.Sonic-5®（CheckSonic）TransducerPosition单反射和双反射声道ABA/B单反射声道声道配置比较分析结论1、平行声道是数字式传输时间法的早期应用模型，探头技术容易实现，但对轴向速度的分布不对称、二次分析涡流的能力、权重因子固定等问题缺乏解决手段。2、反射式声道技术的应用，大大提高了测量的声程长度，而且在轴向速度分布不对称、消除涡流影响、权重因子自动调整等方面进行了改进，提高了仪表的现场使用精度。3、多声道反射式声道结构的设计，可以更加全面捕捉通过流量计截面的流态信息，确保计量精度的提高。4、独特的多声道反射声道均匀、平衡分布的结构，在现场各种复杂情况下安装，均可保证流量计正常工作，计量精度不受影响。对现场复杂流态及时检测，消除各种不对称流体对计量精度带来的各种影响。五.超声波流量计的安装注意事项1、超声波流量计在现场安装前，必须将其送到法定计量检定部门进行实流标定，以确定或核对其精度，出厂报告仅作参考使用。2、应注意调整超声流量计的测量声道的安装方位，使超声波在管内壁的反射点都不在管道的底部。这种安装要求可以防止在管道底部可能聚集的液体或脏污所引起的超声信号的衰减和潜在的失去测量结果的危险。3、温度变送器安装在流量计下游直管段的2D至5D的范围以内，垂直开孔安装插入测温元件（D为流量计的公称通径）。4、前、后直管道与流量计表体内径的差值应不超过1%。5、当将电缆的各屏蔽层接地时，应仅在远程终端单元（RTU）这一端接地。不得将屏蔽层的两端接地，否则会产生接地回路电流，而造成测量回路中的其他问题。固定外夹式超声波流量计具有准确、稳定、操作简便等特点在市场上广受好评。多用于大管道流量的测量,使用方便,只需将传感器按规定方式夹在管道上就可以测量,无需破管道,而且测量精度比较准确。采用IP68防护的传感器探头使用寿命更长5-6年内不用更换可稳定工作。外夹式超声流量计对安装人员要求高安装的水平直接影响测量精度,日后维护工作多,长时间运行后,耦合剂失效,或传感器位置改变都会影响测量,需定期维护.六.超声波外夹式特点注：IP防护等级是由两个数字所组成，第1个数字表示设备离尘、防止外物侵入的等级，第2个数字表示设备防湿气、防水侵入的密闭程度，数字越大表示其防护等级越高。6表示完全防止外物及灰尘侵入；8电器无限期沉没在指定的水压下，可确保不因浸水而造成损坏。