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管道式超聲波流量計是指一種基于超聲波在流動介質(zhì)中傳播速度等于被測介質(zhì)的平均流速與聲波在靜止介質(zhì)中速度的矢量和的原理開發(fā)的流量計，主要由換能器和轉(zhuǎn)換器組成，有多普勒法、速度差法、波束偏移法、噪聲法及相關(guān)法等不同類型。

工作原理

根據(jù)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(guān)法、空間濾法及噪聲法等。

我們的時差式超聲波流量計：測量順逆?zhèn)鞑r傳播速度不同引起的時差計算被測流體速度。

它采用兩個聲波發(fā)送器（SA和SB）和兩個聲波接收器

（RA和RB）。同一聲源的兩組聲波在SA與RA之間和SB與RB之間分別傳送。它們沿著管道安裝的位置與管道成θ角(一般θ=45°)（圖1）。由于向下游傳送的聲波被流體加速，而向上游傳送的聲波被延遲，它們之間的時間差與流速成正比。也可以發(fā)送正弦信號測量兩組聲波之間的相移或發(fā)送頻率信號測量頻率差來實現(xiàn)流速的測量。

管道式超聲波流量計特點

信號數(shù)字化處理技術(shù)，使儀表測量信號更穩(wěn)定、抗干擾能力強、計量更準(zhǔn)確。

無機械傳動部件不容易損壞，免維護，壽命長。

電路更優(yōu)化、集成度高；功耗低、可靠性高。

智能化標(biāo)準(zhǔn)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(jīng)濟又方便，測量精度高。

超聲波流量計常用壓電換能器。它利用壓電材料的壓電效應(yīng)，采用適出的發(fā)射電路把電能加到發(fā)射換能器的壓電元件上，使其產(chǎn)生超聲波振動。超聲波以某一角度射入流體中傳播，然后由接收換能器接收，并經(jīng)壓電元件變?yōu)殡娔埽员銠z測。發(fā)射換能器利用壓電元件的逆壓電效應(yīng)，而接收換能器則是利用壓電效應(yīng)。

安裝點必須考慮下列因素的影響：

滿管、穩(wěn)流、結(jié)垢、溫度、壓力、干擾。

一、滿管

為測量精度和穩(wěn)定性， 測量點的流體必須充滿管段（否則測量值會偏大或 者不能測量）。 所以應(yīng)滿足下列條件：

兩個傳感器應(yīng)該安裝在管道軸面的水平方向上，在如圖2所示范圍內(nèi)安裝，以防止上部有不滿管、氣泡或下部有沉淀等現(xiàn)象影響傳感器正常測量。

滿 管有可能不滿管選擇流體垂直向上流動的安裝點流體垂直向下流動的管道選擇流體斜向上流動的安裝點流體斜向下流動的管道選擇管道系統(tǒng)中的點安裝管道系統(tǒng)的高點 流體為自然流 管道無壓力的流體二、穩(wěn)流

穩(wěn)定流動的流體有助于測量精度，而流動狀態(tài)混亂的流體會使測量精度難 以得到。

滿足穩(wěn)流條件的標(biāo)準(zhǔn)要求：

1． 管道遠(yuǎn)離泵出口、 半開閥門， 上游10D，下游5D（D 為外管徑 ）；

2． 距離泵出口、 半開閥門 30D。

達(dá)不到穩(wěn)流條件的標(biāo)準(zhǔn)要求，下列情況也可以嘗試測量：

1． 泵出口、 半開閥門和安裝點之間有彎頭或者緩沖裝置；

2． 泵的入口、 閥門的上游；

3． 流體的流速為中、 低流速。

（低流速：流速<1m/s； 中流速： 流速為 1-2m/s；高流速：流速＞2m/s）

下列情況很難穩(wěn)流， 超聲波流量計安裝時需慎重。

1． 距離泵出口、 半開閥門直管段不能 10D， 且沒有彎頭等緩沖裝置；

2． 距離泵出口、 半開閥門直管段不能 10D， 流速較高；

3． 垂直向下流動，斜向下流動；

4． 下游距離管道敞開出口處小于 10D。

注： 判斷穩(wěn)流如有困難， 可用便攜式超聲波流量計進行實際測量，觀察信號情況。

二、結(jié)垢

超聲波流量計管內(nèi)壁結(jié)垢會衰減超聲波信號的傳輸，并且會使管道內(nèi)徑變小。所以管內(nèi)壁結(jié)垢的管 道會使流量計不能正常測量或影響測量精度。因此，要盡量避免選擇管道內(nèi)壁結(jié)垢的地方 作為安裝點。如果無法避開結(jié)垢的安裝點，可采取下列措施或減小管道內(nèi)壁結(jié)垢的測 量的影響。

1．更換一段測量點的管道。

2．用錘子用力敲擊測量點的管道直到測量點的信號明顯增大。

3．選用 Z 法測量，并把結(jié)垢設(shè)置為襯里以取得更好的測量精度。