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    超声波流量计工作原理、安装方式及常见问题概述

    发表时间:2016-11-07   点击次数:  技术支持:15601403222
           利用超声波测量液体和气体的流速和流量很早就有人研究,但是由于技术水平所限,一直没有大的进展,自从进入二十世纪七十年代以来,随着集成电路技术的迅速发展,以及数字化智能集成系统在生产中广泛使用,使得超声波流量汁获得了实际上的应用,超声波流量计带带来了更准确更便捷的测量手段。
     
    1、超声波流量计的测量原理
        超声波流量汁是一种非接触式流量汁,工作原理是:超声波在流体中传播时其传播速度要受到流体流速的影响,通过测量超声波在流体中传播速度可以检测出流体的流速而换算出流量米以使用最广泛的时差法超声波流量汁为例,当超声波在流体中传播时顺流方向超声
    波的传播速度会增大、逆流方向则减小,即同一传播距离就有不同的传播时间,冉利用传播速度之差与被测流体流速之关系求取流速而换算出流量即当超声波束在管道内水介质流动方向上的‘上游传感器’与“下流传感器”之间传播时,水的流动会使超声波束的传播时间相对于静态传播产生一个微小变化,并且这个传播时间的变化与水的流速成正比,这就是差式超声波流量汁的测量原理其关系的理论表达式如下式:V=MD/sin2θx DT/TupTdown
        式中,M一为超声波束在水中的白线传播次数
        θ一为超声波束与水流动方向的夹角
        Tup一为超声波束在正方向上的传播时间(由上游传感器到下游传感器间的传播时间)
        Tdown一为超声波束在逆方向上的传播时间(由下游传感器到上游传感器间的传播时间)
        △T= Tup-Tdown

    点击下面图片,进入润中仪表超声波流量计产品系列选型专题目录

    观看外夹式超声波流量计的安装方式及特点,拖动至视频的02:50分处
     
    超声波流量计

    2
    、超声波流量计的特点
        超声波流量汁基于微处理技术,大多采用集成电路及低电压宽脉冲发射技术而设汁的在测量技术上,为取得史高的分辨率和史大的测量范围,多使用O.ln、超高分辨率时间测量线路它专门用于液体介质测量特别是水的测量其显著特点是:精度等级为士1.0%,可在不停
    产状态下带压安装,主机既可安装于值控室还可输出电流、脉冲等标准信号并可利用RS232或RS485接口通讯进行汁量数据远程传送另外该流量汁具有高可靠性、低功耗、抗十扰、安装维护方便等优点
     
    3超声波流量计的构造与安装
    3.1超声波流量汁的构造超声波流量汁一般可分现场传感器(即探头),传输电缆,显不主机份大部分其传感器有外夹式、插人式、法蓝式(即管段式),显不主机分固定式、便携式
    3.2超声波流量汁测量点的确定超声波流量汁需先选取一个适宜的测量点,然后把测量点的水管参数输人流量汁中,最后将传感器(即探头)安装在水管上。
    3.2.1测量点的一般要求超声波流量汁的测量点要求需在一定长度的白管段上,即选择水流分布均匀的管段,以减少测量误差
    3.2.2测量点的选取原则
    1)测量点宜选择距上游(水流米方向)10倍管径长度、距下游(水流去方向))5倍管径长度的均匀白管段(即上、下游阀门在该长度以外,或水管的拐点在该长度之外)
    2)该白管段的材质要均匀无疤、裂痕以利于超声波传输
        3)该白管段的内螃应无水垢(若略有水垢有条件时可用蒸汽或高压水吹扫)
        4)该白管段要充满水(无论垂白或水平管段)
    3.3超声波流量汁传感器的安装超声波流量汁传感器的安装质量直接关乎水流量测量的准确性、可信度和运行可靠性
    3.3.1超声波流量汁传感器(探头)的分类常用的超声波流量汁传感器按安装方式有如下份种    外夹式传感器一安装时需将管外螃的拟安装位置打磨光滑后用祸合剂将传感器(探头)贴于管外螃冉用专用夹紧装置固定该方式能方便地在管外进行水流量测量,也适合便携式缺点是易因祸合剂的处置不当引起信号接收状态恶变而影响测量的稳定性, 插人式传感器一安装时用钻孔工具在不停产状态下将传感器(探头)插人管路中优点是能在水管内螃结垢或水中带气情况下实现稳定可靠的测量
        管段式传感器一安装时需要切开选定的白管段,采用法蓝联接产品已经过专门出厂标定,好处是传感器可以不停产进行维修,特点是测量准确度高
    3.3.2超声波流量汁传感器(探头)的安装超声波流量汁传感器(探头)的安装位置一般选择两个传感器(探头)管轴在输水管道的管轴水平方向上或与管轴水平面成45度夹角超声波流量汁传感器(探头)的安装方式有Z,V,N,W方式其中N,W方式适用于管径为SOmm以下的输水管道,因使用难度和性价比较高而很少应用常用方式有两种:

        a、“V”方式安装
          “V”式安装是标准的安装方法,可测管径范围为25mm-400mm
    安装传感器(探头)时须注意上下游两传感器(探头)水平对齐,使其中
    心连线与输水管道轴线水平一致(不意图见说明书)

        b、“Z”方式安装
          Z”式安装一般适用于输水管道粗或水介质不很洁净或管道内壁有水垢而使“V”式安装信号失真状况一般说米,300mm以上管径的输水管道选用‘Z”式安装较适宜,“Z”式安装的可测管径范围通常在100mm-600mm安装传感器(探头)时须注意上下游两传感器(探头)与输水管道轴线在同一平面内,且上游传感器(探头)在低位、上游传感器(探头)在高位(示意图见说明书)
    3.33超声波流量汁传感器探头的安装检查
        1)主要检查传感器(即探头)的安装位置是否适宜
        2)与水管外螃的结合是否光滑紧密
        3)通过主机检查信号强度和信号质量,观察传感器是否能够接收到使主机正常}_作的超声波信号
    3.4超声波流量汁的调试
    3.4.1按流量汁要求输人管道参数,}Y记录
    3.4.2对上下游传感器(即探头)的安装位置、间距、管道接合度进行
    调整_将卜下游两个方向卜接收的信号强度调整至最强
     
    4、超声波流量计常见故障分析
    4.1故障现象:瞬时流量汁波动大
    4.1.1故障原因:信号强度波动大;木身测量流体波动大
    4.1.2处理对策:调整好探头位置,提高信号强度,保证信号强度稳
    定,如木身流体波动大,则位置不好,乖新选点,确保前lOD后SD的工况要求
    4.2故障现象:外夹式流量汁信号低
    4.2.1故障原因:管径过大或管道结垢严乖或安装方式不对
    4.2.2处理对策:对管径过大、结垢严乖者采用插人式探头;乖新选择安装方式
    4.3故障现象:插人式探头使用一段时间后信号降低
    4.3.1故障原因:可能探头发生偏移或探头表面水垢厚
    4.3.2处理对策:乖新调整探头位置,清冼探头发射面
    4.4故障现象:开机无显不
    4.4.1故障原因:电源属性与仪表额定值不对应或保
    4.4.2处理对策:检查电源属性是否与仪表的额定值相对应,保险丝是否烧断如以上问题无则通知厂家专业人员处理
    4.5故障现象:开机后仪表仅有背光而无任何字符显不
    4.5.1故障原因:一般为程序丢失
    4.5.2处理对策:通知厂家专业人员处理
    4.6故障现象:仪表在现场强十扰下无法使用
    4.6.1故障原因:供电电源波动范围较大或周围有变频器或强磁场干扰或接地线不正确
    4.6.2处理对策:给仪表提供稳定的供电电源;或将仪表安装远离变频器和强磁场十扰;或规范设置接地线超声波线用屏蔽线,电源线分开取,然后在电源输人加磁环隔离变压器
     
    本文结语
    超声波流量汁的流量测量准确度几乎不受被测流体温度、压力粘密度等参数的影响,安装可以在不断管,不停止运行的情况下进降价比高,已成为多行业的首选产品。

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