超聲波流量計

管段式超聲波流量儀表引是以“速度差法”為原理，測量圓管內液體流量的儀表。它采用了*的多脈沖技術、信號數字化處理技術及糾錯技術，使流量儀表更能適應工業現場的環境，計量更方便、經濟、準確。產品達到*水平，可廣泛應用于石油、化工、冶金、電力、給排水等領域。

超聲波流量計介紹

定義

　　超聲波流量計是通過檢測流體流動對超聲束（或超聲脈沖）的作用以測量流量的儀表。

原理

　　根據對信號檢測的原理超聲流量計可分為傳播速度差法（直接時差法、時差法、相位差法和頻差法）、波束偏移法、多普勒法、互相關法、空間濾法及噪聲法等。

　　超聲流量計和電磁流量計一樣,因儀表流通通道未設置任何阻礙件,均屬*流量計,是適于解決流量測量困難問題的一類流量計,特別在大口徑流量測量方面有較突出的優點,近年來它是發展迅速的一類流量計之一。

超聲波流量計優缺點

優點:

　　（1）可做非接觸式測量；

　　（2）為無流動阻撓測量,無壓力損失；

　　（3）可測量非導電性液體,對無阻撓測量的電磁流量計是一種補充；

　　（4）除帶測量管段式外,一般不需要作實流校驗；

　　（5）原理上不受管徑限制,其造價基本與管徑無關。

缺點:

　　（1）傳播時間法只能用于清潔液體和氣體;而多普勒法只能用于測量含有一定量懸浮顆粒和氣泡的液體;

　　（2）多普勒法測量精度不高。

　　產品特點

特點

　　◆*的信號數字化處理技術，使儀表測量信號更穩定、抗*力強、計量更準確。

　　◆無機械傳動部件不容易損壞，免維護，壽命長。

　　◆電路更優化、集成度高、功耗低、可靠性高。

　　◆智能化標準信號輸出，人機界面友好、多種二次信號輸出，供您任意選擇。

　　◆管段式小管徑測量經濟又方便，測量精度高；手持式超聲波流量計F601/G601的技術參數下：測量測量原理:時差相關原理流速: 0.01~25 m/s分辨率: 0.025 cm/s重復性: 0.15%讀數，視應用而定精度:（流場充分發展且 徑向對稱）體積流量: ± 1%讀數，視應用而定± 0.5%讀數，經過標定流速: ± 0.5%讀數，視應用而定可測介質: 所有導聲流體, 且氣泡或固體顆粒的體積含量<10%主機外殼重量: ~ 1.9kg；防護等級: IP65 （根據EN60529）；材質:鋁合金，粉末涂層尺寸: （226 x 213 x 59）mm （Hx D）通道: 2危險區: Zone 2電源: 充電電池（6V/4Ah）; 外接電源（100 ~ 240）VAC電池工作時間: >14h顯示: 2 x 16 字符, 點陣, 帶背光工作溫度: -10 ~ 60℃功耗: < 6W信號平均: （0 ~ 100）s, 可調測量速率: （100 ~ 1000）Hz （1通道）響應時間: 1s （1通道）, 70ms可選.測量功能測量量: 體積/ 質量流量, 流速, 能量流量（需溫度輸入）累積量: 體積, 質量,能量（可選）計算功能: 平均值, 差值, 總和工作語言: 捷克語, 丹麥語, 德語, 英語, 法語, 荷蘭語, 挪威語,波蘭語, 西班牙語數據記錄可記錄的參數: 所有測量量及累積量容量: >100000條測量量通訊接口: RS232, RS485（可選）可通訊的參數: 實測值, 記錄值, 參數記錄軟件: FluxData（可選）

功能

　　: 下載測量值/記錄, 圖形顯示, 格式轉換操作系統: WindowsTM ；過程輸出（可選）輸出與主設備電隔離輸出組數視輸出類型而定. 更多信息請洽FLEXIM電流范圍: （0/4-20） mA精度: 0.1%讀數± 15μA有源輸出: Rext < 500??無源輸出: Uext < 24V, Rext < 1k??電壓范圍: （0~1） V或（0~10） V精度: 0~1V: 0.1%讀數± 1mV0~10V: 0.1%讀數± 10mV儀表阻抗: Ri = 500??頻率范圍: 0~1kHz或0~10kHz集電極開路: 24 V/4mA開關量集電極開路: 24 V/4mA干簧繼電器: 48 V/0.1A功能,如狀態輸出: 上下限, 符號變化或出錯脈沖輸出: 值: （0.01~1000）units寬度: （80~1000）ms過程輸入（可選）輸入與主設備電隔離, zui多4組輸入.溫度類型: Pt100, 四線制范圍: -50℃~400℃分辨率: 0.1 K精度: ± （0.02K + 0.1%讀數）電流范圍: 有源: （0~20）mA無源: （-20~20）mA精度: 0.1%讀數± 10 A有源輸入: Ri = 50??無源輸入: Uext < 24V, Rext < 1k??電壓范圍: （0~1） V或（0~10） V精度: 0~1V: 0.1%讀數± 1mV0~10V: 0.1%讀數± 10mV儀表阻抗: Ri= 1M夾裝式探頭

　　適用口徑: DN6-DN6500適用溫度: -30 to 400℃ （適用防爆區）詳見下圖. 更多資料, 請參閱相關手冊.測厚探頭（可選）測量范圍: （1.0 - 200） mm分辨率: 0.01 mm線性度: 0.1 mm標準型: -20℃ to +60℃高溫型: 0℃ to +200℃短時間可達+540℃應用領域

應用概況

　　1）傳播時間法應用于清潔、單相液體和氣體。典型應用有工廠排放液、:怪液、液化天然氣等;

　　（2）氣體應用方面在高壓天然氣領域已有使用良好的經驗;

　　（3）多普勒法適用于異相含量不太高的雙相流體,例如:未處理污水、工廠排放液、臟流程液;通常不適用于非常清潔的液體。

　　超聲波流量計主要應用領域

管段式傳感器參數

管段式傳感器外型尺寸

ZR系列超聲波流量計采用的是時差法測量原理。它的高可靠性是積8年的制造經驗加上博采眾長，通過不斷完善提高得到的；是由于采用了的諸如Philips、Tl、美國國家半導體公司 

超聲波流量計

的新型高性能集成元器件加上*的SMD貼裝器件生產線大規模生產實現的。 40皮秒（40×10E-12秒）的時間分辨率，0.5%的線性度。 低電壓多脈沖原理，保證可靠運行。 兩路0.1%精度的模擬輸入，接入溫度傳感器電流信號，即變成熱量計！ 實現中文顯示，軟件開放式設計，所有參數用戶皆可設定；硬件元件參數無關化設計，無需調整即能確保每一臺流量計具有*相同的性能。 主機機型有：便攜式、壁掛式、標準盤裝式、手持式、一體式。 傳感器具有：方便安裝的外縛式、可靠工作的插入式、高可靠高精度的標準管段式、超高精度的標準型π管段式。

　　超聲波流量計的主要特點是：流體中不插入任何元件，對流速無影響，也沒有壓力損失；能用于任何液體，特別是具有高黏度、強腐蝕，非導電性等性能的液體的流量測量，也能測量氣體的流量；對于大口徑管道的流量測量，不會因管徑大而增加投資；量程比較寬，可達5：1；輸出與流量之間呈線性等優點。缺點：當被測液體中含有氣泡或有雜音時，將會影響測量精度，故要求變送器前后分別有10D和5D的直管段；此外，結構復雜，成本較高。

測量原理　　當超聲波束在液體中傳播時，液體的流動將使傳播時間產生微小變化，并且其傳播時間的變化正比于液體的流速，其關系符合下列表達式

　　其中

　　θ為聲束與液體流動方向的夾角

　　M 為聲束在液體的直線傳播次數

　　D 為管道內徑

　　Tup 為聲束在正方向上的傳播時間

　　Tdown為聲束在逆方向上的傳播時間

　　ΔT=Tup –Tdown

　　設靜止流體中的聲速為c，流體流動的速度為u，傳播距離為L，當聲波與流體流動方向一致時（即順流方向），其傳播速度為c+u；反之，傳播速度為c-u.在相距為L的兩處分別放置兩組超聲波發生器和接收器（T1,R1）和（T2,R2）。當T1順方向，T2逆方向發射超聲波時，超聲波分別到達接收器R1和R2所需要的時間為t1和t2,則

　　t1=L/（c+u） t2=L/（c-u）

　　由于在工業管道中，流體的流速比聲速小的多，即c>>u,因此兩者的時間差為 ▽t=t2-t1=2Lu/cc 由此可知，當聲波在流體中的傳播速度c已知時，只要測出時間差▽t即可求出流速u，進而可求出流量Q。利用這個原理進行流量測量的方法稱為時差法。此外還可用相差法、頻差法等。

常見問題　　

   1、 超聲波流量計探頭使用一段時間，會出現不定期的報警。尤其是輸送介質雜質較多時，這種問題會較常見。解決辦法：定期清理探頭（建議一年清理一次）。

　2、 超聲波流量計輸送介質含有水等液體雜質時，流量計引壓管容易產生積液，氣溫較低時會出現引壓管凍堵現象，尤其在北方地區冬季較常見。解決辦法：對引壓管進行吹掃或加電伴熱

　超聲波在傳播過程中，由于受介質和介質中雜質的阻礙或吸收，其強度會產生衰減。不論是超聲波流量計還是超聲波物位計，對所接受的聲波強度都有一定要求，所以都要對各種衰減進行抑制。