超声波流量计工作原理及常见问题处理

来源:自主创作 浏览 : 发布时间:2021-9-1 10:14:59

一、工作原理

       根据对信号检测的原理,FUGI系列超声流量计用的最多的为传播速度差法、多普勒法两大类。当超声波束在液体中传播时,液体的流动将使传播时间产生微小变化,并且其传播时间的变化正比于液体的流速。


1、时差法:测量顺逆传播时传播速度不同引起的时差计算被测流体速度。2、相位差法:测量顺逆传播时传播时由于时差引起的相位差计算速度。


3、频差法:测量顺逆传播时传播时的声环频率差。

二、结构

      超声波流量计由超声波换能器、电子线路及流量显示和累积系统三部分组成。


超声波发射换能器将电能转换为超声波能量,并将其发射到被测流体中,接收器接收到的超声波信号,经电子线路放大并转换为代表流量的电信号供给显示和积算仪表进行显示和积算。这样就实现了流量的检测和显示。

三、分类

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●插入式超声流量计:可不停产安装和维护。采用陶瓷传感器,使用专用钻孔装置进行不停产安装。一般为单声道测量,为了提高测量准确度,可选择三声道。


●管段式超声流量计:需切开管路安装,但以后的维护可不停产。可选择单声道或三声道传感器。


●外夹式超声流量计:能够完成固定和移动测量。采用专用耦合剂(室温固化的硅橡胶或高温长链聚合油脂)安装,安装时不损坏 管路。


●便携式超声流量计:便携使用,内置可充电锂电池,适合移动测量,配接磁性传感器。


● 手持式超声流量计:体积小,重量轻,内置可充电锂电池,手持使用,配接磁性传感器。


● 防爆型超声流量计:用于爆炸性环境液体流量测量,为防爆兼本安型。20210410090435.jpg

四、安装

超声波流量计在安装之前应了解现场情况,包括:


1.安装传感器处距主机距离为多少;


2.管道材质、管壁厚度及管径;


3.管道年限;


4.流体类型、是否含有杂质、气泡以及是否满管;


5.流体温度;


6.安装现场是否有干扰源(如变频、强磁场等);


7.主机安放处四季温度;


8.使用的电源电压是否稳定;


9.是否需要远传信号及种类;


根据以上提供的现场情况,厂家可针对现场情况进行配置,必要情况下也可特制机型。


安装位置


选择安装管段对测试精度影响很大,所选管段应避开干扰和涡流这两种对测量精度影响较大的情况,一般选择管段应满足下列条件:


1、避免在水泵、大功率电台、变频,即有强磁场和震动干扰处安装机器;


2、选择管材应均匀致密,易于超声波传输的管段;


3、要有足够长的直管段,安装点上游直管段必须要大于10D


  (注:D=直径),下游要大于5D;


4、安装点上游距水泵应有30D距离;


5、流体应充满管道;


6、管道周围要有足够的空间便于现场人员操作,地下管道需做测试井。


安装方式


超声波流量计一般有两种探头安装方式,即Z法和V法。


但是,当D < 200mm而现场情况为下列条件之一者,也可采用Z法安装:


1、当被测量流体浊度高,用V法测量收不到信号或信号很弱时;


2、当管道内壁有衬里时;


3、当管道使用年限太长且内壁结垢严重时;


对于管道条件较好者,即使D稍大于200mm,为了提高测量精度,也可采用V法安装。


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确定探头位置之后,在两安装点±100mm范围内,使用角磨砂轮机、锉、砂纸等工具将管道打磨至光亮平滑无蚀坑。


要求:光泽均匀,无起伏不平,手感光滑圆润。需要特别注意,打磨点要求与原管道有同样的弧度,切忌将安装点打磨成平面,用酒精或汽油等将此范围擦净,以利于探头粘接。


探头位置


1、将管道参数输入仪表,选择探头安装方式,得出安装距离;


2、在水平管道上,一般应选择管道的中部,避开顶部和底部(顶部可能含有气泡、底部可能有沉淀);


3、V法安装:先确定一个点,按安装距离在水平位置量出另一个点。


      Z法安装:先确定一个点,按安装距离在水平位置量出另一个点,然后测出此点在管道另一侧的对称点。


探头根据实际测量管道可分三种:


S型传感器(15~100mm)


M型传感器(50~700mm)


L型传感器(300~6000mm)

操作步骤


一:观察安装现场管道是否满足直管段前10D后5D以及离泵30D的距离。(D为管道内直径)


二:确认管道内流体介质以及是否满管。


三:确认管道材质以及壁厚(充分考虑到管道内壁结垢厚度)


四:确认管道使用年限,在使用10左右的管道,即使是碳钢材质,最好也采用插入式安装。


五:前四步骤完成后可确认使用何种传感器安装


六:开始向表体输入参数以确定安装距离。


七:非常重要:精确测量出安装距离。


八:安装传感器——调试信号——做防水——归整好信号电缆——清理现场线头等废弃物 ——安装结束。


 


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