超聲波流量計工作原理及分類和選型應(yīng)用

一、超聲波流量計的工作原理及分類超聲波流量計是一種利用超聲波脈沖來測量流體流量的速度式流量儀表，如果在現(xiàn)場配以溫度、壓力儀表，經(jīng)過密度補償，還可以求得質(zhì)量流量。當(dāng)超聲波在流動的介質(zhì)中傳播的時候，相對于固定的坐標(biāo)系統(tǒng)而言（如管道中的管壁），其聲波的某些聲學(xué)特性與靜止介質(zhì)中的聲特性是不同的，在其基礎(chǔ)上又疊加上了流體的流速信息，因而根據(jù)超聲波某些聲學(xué)特性隨流速的變化就可以求出介質(zhì)的流速。

超聲波流量計根據(jù)測量原理的不同，種類較多，大致可以分為以下幾類：1.傳播速度法（時差法、相位差法和頻差法）2.多普勒法3.相關(guān)法4.波束偏移法等。但是目前最常采用的測量方法主要有兩類：時差法和多普勒效應(yīng)法。
同時，根據(jù)超聲波流量計使用場合不同，可以分為固定式超聲波流量計和便攜式超聲波流量計。


二、超聲波流量計的選型應(yīng)用
根據(jù)原理不同：
1、多譜勒式超聲波流量計的選型
多普勒法超聲波流量計依靠水中雜質(zhì)的反射來測量水的流速，因此適用于雜質(zhì)含量較多的臟水和漿體，如城市污水、污泥、工廠排放液、雜質(zhì)含量穩(wěn)定的工廠過程液等，而且可以測量連續(xù)混入氣泡的液體。但是根據(jù)測量原理，被測介質(zhì)中必須含有一定數(shù)量的散射體（顆粒或氣泡），否則儀表就不能正常工作。

2、時差式超聲波流量計的選型
目前生產(chǎn)最多、應(yīng)用范圍最廣泛的是時差式超聲波流量計。它主要用來測量潔凈的流體流量，在自來水公司和工業(yè)用水及江河水、回用水領(lǐng)域，得到廣泛應(yīng)用。時差式超聲波流量計此外可以測量雜技含量不高(雜質(zhì)含量小于10g/L，粒徑小于1mm)的均勻流體，如污水等介質(zhì)的流量，但不能測量含有影響超聲波傳播的連續(xù)混入氣泡或體積較大固體物的液體。在這種情況下應(yīng)用，應(yīng)在換能器的上游進行消氣、沉淀或過濾。在懸浮顆粒含量過多或因管道條件致使超聲信號嚴(yán)重衰減而不能測量時，有時可以試降低換能器頻率，予以解決。而且精度可達±1%。實際應(yīng)用表明，選用時差式超聲波流量計，對相應(yīng)流體的測量都可以達到滿意的效果。

條件	傳播時間差法		多普勒法
適用液體	水類(江河水，海水農(nóng)業(yè)用水等),油類（純凈燃油，潤滑油，食用油等），化學(xué)試劑，藥液等		含雜質(zhì)多的水(下水，污水，農(nóng)業(yè)用水等)，漿類(泥漿，礦漿，紙漿化工料漿等)，油類(非凈燃油，重油，原油等)
適用懸浮顆粒含量	體積含量<1%(包括氣泡)時不影響測量準(zhǔn)確度		濁度>50－100mg/L
儀表基本誤差	帶測量管段式	±(0.5-1)%R	±(3-10)%FS 固體粒子含量基本不變時±(0.5-3)%
	濕式大口徑多聲道
	濕式小口徑單聲道	±1.5%R-±3%R
	夾裝式(范圍度20：1)
重復(fù)性誤差	0.1%-0.3%		1%
信號傳輸電纜長度	100-300m,在能保證信號質(zhì)量的前提下,可以小于100m		<30m
價格	較高		一般較低

根據(jù)現(xiàn)場工況安裝方式
1、便攜式超聲波流量計
便攜式超聲波流量計具有很大的機動性，適用于臨時性測量，主要用于校對管道上已安裝其它流量儀表的運行狀態(tài)，進行一個區(qū)域內(nèi)的流體平衡測試 ，檢查管道的當(dāng)時流量情況等。如果不作固定安裝，而用于這些用途時，選用便攜式超聲波流量計既方便又經(jīng)濟。便攜式超聲波流量計既可以使用現(xiàn)場的交流電源，也備有內(nèi)置充電電池，可以連續(xù)工作5～10h［小時］，大大方便了不同場合臨時性流量測量的需要。便攜式超聲波流量計只是為了現(xiàn)場查看當(dāng)時流量和短時間內(nèi)的累計流量，故一般無輸出信號功能，但為了方便測量不同管道流量，它具有豐富的貯存功能，可以同時存貯數(shù)十條不同管道的參數(shù)，供隨時調(diào)出使用


2、固定式超聲波流量計
固定式超聲波流量計用于安裝在某一固定位置，對某一特定管道內(nèi)流體的流量進行長期不間斷的計量；固定式超聲波流量計要求長期連續(xù)運行，所以要使用220V交流電源，因定式超聲波流量計，通常都有4-20mA信號輸出等功能，供遠傳顯示使用，但其內(nèi)部只能存貯一條管道的參數(shù)。

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