亚洲av无码兔费综合|欧美午夜精品性感一区|亚洲成av人片在线观看|a无码久久久久不卡网站|av无码高清首页在线观看|日韩欧美电影免费在线观看|国产欧美日韩资源在线观看|久久综合精品无码一区二区三区

外夾式超聲波流量計測量原理與發(fā)展現(xiàn)狀

0 引言

    超聲波流量計具有非接觸式測量、低壓損、測量范圍寬等優(yōu)點，已經(jīng)被廣泛用于石油化工等行業(yè)的流量計量，特別適用于大口徑管道、非導(dǎo)電性流量測量。

    1 超聲波流量計的基本測量原理

    超聲波流量計利用超聲波在流體的順流和逆流中不同的傳播速度來測量，測量原理圖見圖1。最常見的有時差法、速差法和頻差法。

圖1 超聲流量計測量原理示意圖

    時差法：

    速差法：

    頻差法：

    式中，L是A、B換能器的直線距離，θ是流體流向與超聲波路徑的夾角。

    因為聲速c受溫度的影響不容易忽略，而式（5）中頻差與流速v成正比，且不含聲速c，測量結(jié)果不受溫度影響，所以頻差法更為簡單實用。也有專門利用管段內(nèi)流體的溫度分布隨流體流動而改變，溫度分布又引起聲速變化這一特點研發(fā)的超聲波流量計。

    因為一般流速下，順流和逆流的時間差取決于管徑的大小，只有幾百納秒到幾微秒，所以高精度的時差、頻差的測量方法與超聲波流量計測量精度關(guān)系緊密，例如荷蘭Instroment公司采用了高速數(shù)字處理電路技術(shù)，能檢測出微秒級的微小時間差，計時精度達(dá)到納秒級。

    2 外夾式超聲波流量計的選型和安裝

    根據(jù)換能器的安裝方式不同，超聲波流量計可以分為：外夾式、管段式和插入式。外夾式超聲波流量計，是指將換能器貼在管道外側(cè)的超聲波流量計。這種安裝方式是超聲波流量計的三種換能器安裝方式中，安裝和維護(hù)最為方便的一種，但是換能器信號的發(fā)射和接收信號通道最復(fù)雜，必須通過管道、（襯里）和流體介質(zhì)，測量精度也相對較低。

    2.1 選型注意事項

    儀表的選型是儀表應(yīng)用中非常重要的工作，超聲波流量計選型要特別注意收集以下方面的信息：

    2.1.1　基本信息

    被測流體名稱；最大流量、最小流量；最高溫度、最低溫度；管道材料；管道內(nèi)襯材料；管外徑D（或管壁厚度），管內(nèi)徑。

    2.1.2 防護(hù)等級選擇

    一般有IP65和IP68兩種。IP65是防噴水型，在使用中能承受一定壓力和出水量的水柱噴射。IP68是潛水型，可以長期工作在水中。

    2.1.3 測量點的選擇

    1）測量位置應(yīng)選在探頭上游大于10D和下游大于5D，充滿液體的直管段處；

    2）測量點選擇應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離泵、閥門等設(shè)備，避免干擾。原因同上，因要盡可能測量平直流體，避免紊流帶來的測量誤差；

    3）測量點選擇應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離大功率電臺，強(qiáng)磁場干擾源等；

    4）管路管材應(yīng)均勻密實，易于超聲波傳播；

    5）充分考慮管內(nèi)結(jié)垢狀況，盡可能選擇無結(jié)垢的管段進(jìn)行測量。

    2.2 安裝注意事項

    1）必須把待安裝換能器的金屬管道表面打磨3倍探頭面積，去掉銹跡油漆，使管壁表面光滑平整，露出管道金屬的原有表面并保持原有弧度；

    2）換能器的信號屏蔽線可懸空，但不能與正、負(fù)端短路；

    3）換能器與管道接觸部分要用耦合劑密封，防止空氣、沙塵和銹跡進(jìn)入；

    4）夾具應(yīng)固定在換能器的中心部分，使之不易滑動。

    3 外夾式超聲波流量計的發(fā)展現(xiàn)狀

    超聲波的特點之一是傳播衰減大，氣體吸收超聲波能量的能力最強(qiáng)，其次是液體和固體。故單一流體的超聲波流量計中，外夾式氣體超聲波流量計在實際應(yīng)用中測量精度一般都不高。為了提高測量的精度和信號強(qiáng)度，有些超聲波流量計采取了多通道測量方法，利用多通道的測量數(shù)據(jù)根據(jù)權(quán)值計算平均流速。還有些超聲波流量計采用了寬束技術(shù)。該技術(shù)是由換能器發(fā)出較寬頻率范圍的聲束對管道壁進(jìn)行掃描和搜索，使管道變成了換能器的一部分，使聲束能更大面積地覆蓋被測介質(zhì)的橫截面。有資料顯示寬束技術(shù)可以用較少的聲道便可得到很高的穩(wěn)定性和重復(fù)性，可測最小管徑能達(dá)到6.35mm。

    德國E+H、美國康樂創(chuàng)等公司，在超聲波流量測量技術(shù)的發(fā)展處于領(lǐng)先水平。在MICONEX2004上，康樂創(chuàng)展出的1010GC外夾式超聲流量計就可用于氣體流量測量，其精確度優(yōu)于±0.5%。目前國內(nèi)外夾式超聲波流量計雖然在液體流量測量上取得了長足的進(jìn)步，一般測量精度能優(yōu)于±1.0%。但是我國在氣體超聲波流量測量和測量精度方面差距尚大。

    4 結(jié)束語

    外夾式超聲波流量計是超聲波流量計使用優(yōu)點的最突出代表，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，測量精度的不斷提高，外夾式超聲波流量計必將會被越來越廣泛應(yīng)用。因此了解并把握外夾式超聲波流量計性能特點，有利于更好地應(yīng)用它為工業(yè)生產(chǎn)和計量服務(wù)。