超聲波流量計(jì)精選(九篇)

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第1篇：超聲波流量計(jì)范文

【關(guān)鍵詞】超聲波流量計(jì);噪聲;抗干擾

1.超聲波流量計(jì)概述

超聲波流量計(jì)是通過(guò)檢測(cè)流體流動(dòng)對(duì)超聲束（或超聲脈沖）的作用以測(cè)量流量的儀表，目的是解決一些測(cè)量困難的問(wèn)題。超聲波流量計(jì)，集計(jì)算機(jī)和傳感器技術(shù)于一身，將聲學(xué)的研究成果與現(xiàn)代電子技術(shù)結(jié)合在一起，可以用于多種液體的測(cè)量。

2.噪聲來(lái)源

在超聲波流量計(jì)測(cè)量系統(tǒng)中，構(gòu)成噪聲源物質(zhì)的類型很多。如：

（1）流量計(jì)安裝環(huán)境中可能存在的較大的電場(chǎng)和磁場(chǎng)干擾;

（2）靠近水泵安裝時(shí)的水泵帶來(lái)的接近于超聲波信號(hào)的噪音;

（3）操作人員隨身攜帶的通信系統(tǒng);

（4）電源中的高次諧波;

（5）電路板上高頻晶體振蕩器所帶來(lái)的噪聲干擾。對(duì)于從外界來(lái)的噪聲干擾源，主要采用降低電路對(duì)噪聲的敏感度、減少噪聲拾取、切斷噪聲耦合路徑的辦法解決，而對(duì)于來(lái)自于系統(tǒng)內(nèi)部，如電路板上的噪聲源，則采取信號(hào)地、數(shù)字地分離、多點(diǎn)接地、合理布線的方法解決。

典型的噪聲路徑框圖如圖1所示?？梢钥闯?，一個(gè)噪聲問(wèn)題的產(chǎn)生必須具備三個(gè)要素，首先，必須有噪聲源;其次，必須有對(duì)噪聲敏感的接收器;第三，必須有一個(gè)將噪聲從源頭傳送到接收器的耦合路徑。因而要解決噪聲問(wèn)題就必須從這三個(gè)方面著手解決。

圖1 噪聲產(chǎn)生的三要素

3.改良措施

3.1 濾波

因?yàn)槌暡ㄐ盘?hào)的頻率大致為1Mhz，由運(yùn)放和電容等器件構(gòu)成的有源濾波器的帶寬較小，最大在幾百千赫茲，在這個(gè)頻率附近不易采用，而若采用專用集成的濾波電路造價(jià)又偏高，因此這里采用了簡(jiǎn)單易行的由電感和電容組成的LC 濾波器。

如圖2所示，由L和C組成并聯(lián)諧振，將諧振頻率設(shè)在1.5MHz，由L1、C1 以及 L2、C2組成串聯(lián)諧振，整個(gè)形成T型網(wǎng)路，實(shí)現(xiàn)了帶通濾波。

圖2 濾波電路

除了設(shè)計(jì)信號(hào)處理中的濾波電路外，對(duì)所有進(jìn)出屏蔽盒的導(dǎo)線都實(shí)施了濾波措施。在導(dǎo)線穿透屏蔽體的地方，使用了饋通電容，并且在導(dǎo)線和電路端的地之間又連接了一個(gè)短引腳的云母電容。

3.2 屏蔽

在本次設(shè)計(jì)中采用了以鋁為材料的殼體，對(duì)處于內(nèi)部的儀器形成電場(chǎng)和磁場(chǎng)的保護(hù)層。眾所周知，理想的屏蔽體應(yīng)是一個(gè)封閉的、連續(xù)的導(dǎo)電殼體，沒(méi)有開孔和接縫。然而實(shí)際使用中卻因?yàn)橐季€，很難達(dá)到真正的屏蔽。通過(guò)對(duì)屏蔽的不連續(xù)性對(duì)磁場(chǎng)感應(yīng)電流影響的分析，這里沒(méi)有采用矩形縫隙走線，而采用了在屏蔽盒多個(gè)面上開小孔的策略，并且使進(jìn)出屏蔽體的導(dǎo)線的屏蔽層都360°連接到屏蔽盒上。這樣做的好處是直接改善了系統(tǒng)對(duì)于電場(chǎng)和磁場(chǎng)的忍耐能力，增強(qiáng)了性能。

3.3 平衡電路

平衡電路是用于產(chǎn)生相同和相反信號(hào)的電路，將這些信號(hào)送入兩個(gè)導(dǎo)線;電路的平衡特性越好，信號(hào)的散射就越小;它的噪聲抑制特性也越好。

平衡電路抵消干擾信號(hào)的能力，是建立在信號(hào)波形和幅值嚴(yán)格對(duì)稱，同、反相端電路增益嚴(yán)格一致的基礎(chǔ)上的，理論上，理想的平衡放大器對(duì)感應(yīng)噪聲具有無(wú)窮大的抑制比，可以將干擾信號(hào)完全抵消，但在實(shí)際應(yīng)用中，平衡電路由于增益誤差等原因，抗干擾能力不可能達(dá)到理想值，甚至?xí)a(chǎn)生一些新的失真和噪音。

但即使這樣，相對(duì)于單端電路只能采用加強(qiáng)屏蔽和進(jìn)行電源濾波來(lái)降低干擾來(lái)講，平衡電路仍不失為一種主動(dòng)式、積極有效的抗干擾措施，在惡劣電磁環(huán)境、長(zhǎng)距離傳輸時(shí)優(yōu)勢(shì)非常明顯。

4.結(jié)論

超聲波流量計(jì)的設(shè)計(jì)和使用過(guò)程中，各種噪聲對(duì)其測(cè)量精度有較大影響，本文通過(guò)采用濾波、屏蔽、平衡電路等方式對(duì)流量計(jì)電路進(jìn)行了改良，產(chǎn)品已經(jīng)在現(xiàn)場(chǎng)得到使用，取得了明顯的效果。

參考文獻(xiàn)

[1]張俊.基于DSP的超聲波流量計(jì)[D].南京航空航天大學(xué)，2005.

[2]王茜.流量計(jì)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].科技信息（科學(xué)教研），2008（03）.

[3]姜彩明，江景濤.基于小波分析的信號(hào)噪聲的處理[J].儀器儀表用戶，2010（02）.

[4]楊萃.噪聲環(huán)境下頻率估計(jì)算法研究[D].華南理工大學(xué)，2010.

第2篇：超聲波流量計(jì)范文

關(guān)鍵字：時(shí)差超聲波流量計(jì)應(yīng)用維護(hù)

中圖分類號(hào):TQ011 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1、引言

根據(jù)化工生產(chǎn)中被測(cè)介質(zhì)來(lái)合理的選擇測(cè)量?jī)x表，對(duì)于生產(chǎn)的自動(dòng)化進(jìn)行和為控制提供連續(xù)穩(wěn)定的測(cè)量數(shù)據(jù)起到關(guān)鍵性的作用。

2、時(shí)差超聲波流量計(jì)測(cè)量原理

時(shí)差超聲波流量計(jì)，是利用超聲波在橫向穿過(guò)流動(dòng)的液體時(shí)，在其順流和逆流介質(zhì)中，其超聲波的速度有差異而形成速度差（時(shí)間差）。時(shí)差法超聲波流量計(jì)就是利用該原理對(duì)流體的流速和流量進(jìn)行測(cè)量的。具體方法如下：在固定長(zhǎng)度L的距離內(nèi)，分別放置一個(gè)發(fā)射超聲波的換能器（俗稱超聲波探頭）和一個(gè)接收超聲波的換能器。發(fā)射超聲波的換能器通常采用石英等材料制成的壓電元件作為換能器。發(fā)射超聲波時(shí)是利用負(fù)壓電效應(yīng)，即利用高頻電脈沖的作用，使壓電晶體高頻振動(dòng)，從而發(fā)出脈沖變化的高頻壓力波（即超聲波）。接收換能器裝在管道對(duì)面，它則利用正壓電效應(yīng)，將高頻壓力波又轉(zhuǎn)換成高頻的電脈沖信號(hào)?？梢暂喠鹘惶娴乩猛粋€(gè)換能器及發(fā)射高頻、短時(shí)的脈沖壓力波，又用來(lái)接收對(duì)面換能器發(fā)來(lái)的脈沖壓力波?？梢杂靡唤M換能器兼做超聲波的收、發(fā)用。（如圖1所示），則對(duì)于順流和逆流有：

圖1時(shí)差式測(cè)量原理圖

逆流傳播時(shí)間t1=L/(C-Vcosθ)，

順流傳播時(shí)間t2=L/(C+Vcosθ)

傳播的時(shí)間差值為：T=t1-t2=L/(C-Vcosθ)-L/(C+Vcosθ)

由于液體流速V在每秒數(shù)米以下，而流體中聲速C約15OOm/s，C2››V2，

所以：T=2VLcosθ/C2

即：V=C2T/（2Lcosθ） (1)

式中：

C為靜止流體中的聲速，m/s；

V為流體速度；

L為探頭之間的距離，m；

θ為速度矢量和探頭取向間所形成的角度。

從式(1)可以看出，從發(fā)生器發(fā)的超聲波傳到接收器的速度變化與管路內(nèi)的流體流速成正比。拒此把管道參數(shù)置入儀器，采集數(shù)據(jù)經(jīng)變換器變換即得到瞬時(shí)流量，并得累計(jì)流量。

瞬時(shí)流量為：

Q=450πLC2Tsinθtanθ（m3/h）

3、超聲波流量計(jì)的特點(diǎn)

探頭可裝在被測(cè)管道的外壁，實(shí)現(xiàn)非接觸式測(cè)量，即不干擾流場(chǎng)，又不受流場(chǎng)參數(shù)影響。其輸出與流量基本成線性關(guān)系，精度一般可達(dá)1%，價(jià)格不隨管道直徑的增大而增加，特別適合大口徑管道和混有雜質(zhì)或腐蝕性液體的測(cè)量和技術(shù)改造。

4、在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用

工藝的排渣系統(tǒng)測(cè)渣水流量原設(shè)計(jì)選用的是電磁流量計(jì)，在實(shí)際生產(chǎn)中，渣水里含有白色結(jié)晶體（小于10g/L，粒徑小于1mm），它將電磁流量計(jì)的電極打壞了，這種情況下電磁流量計(jì)在此無(wú)法使用。根據(jù)超聲波流量計(jì)的特點(diǎn)，我公司改用北京衡安特XA98-VIII系列時(shí)差超聲波流量計(jì)。

XA98-VIII型時(shí)差超聲流量計(jì)是利用超聲波脈沖在通過(guò)流體的順逆兩方向上傳播速度之差，來(lái)求流體的流量，是在吸收了國(guó)內(nèi)外超聲流量計(jì)的眾多優(yōu)點(diǎn)之上成功開發(fā)的新型超聲測(cè)流儀表。儀表采用貼片集成電路，低電壓多脈沖發(fā)射技術(shù)。性能特點(diǎn)：管外測(cè)量，探頭貼裝在管壁外側(cè)，可在不停產(chǎn)、不停水的情況下安裝測(cè)量?？挂后w中的氣泡或固體顆粒的能力大大提高?？棺冾l干擾與其它噪聲干擾的能力也大大提高。XA98-VIII采用了低功耗設(shè)計(jì)，使整機(jī)功耗小于0.5W。適用范圍寬：一臺(tái)儀表可以測(cè)量適用范圍內(nèi)的任何一條管路。信號(hào)智能跟蹤 獨(dú)特的信號(hào)智能跟蹤處理技術(shù)，使超聲流量計(jì)安裝十分方便，保證了儀表長(zhǎng)期可靠的穩(wěn)定運(yùn)行。零點(diǎn)自動(dòng)調(diào)整：XA98-VIII型時(shí)差超聲流量計(jì)利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)零點(diǎn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，以確保測(cè)量準(zhǔn)確度。安裝快捷方便XA98-VIII型時(shí)差超聲流量計(jì)具有二組參數(shù)顯示探頭的安裝狀態(tài)，便于儀表的快捷安裝。參數(shù)自動(dòng)修正：XA98-VIII型時(shí)差超聲流量計(jì)具有溫度和雷諾數(shù)自動(dòng)補(bǔ)償功能，保證儀表測(cè)量精度。遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸：XA98-VIII型時(shí)差超聲流量計(jì)具有遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)顯示輸出（串行），可選配遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)顯示器，和主機(jī)同步顯示流量和累計(jì)流量。傳輸最大距離1.2Km 。儀表配有二路溫度信號(hào)輸入，具有熱量計(jì)功能。

5、安裝

要使超聲波流量計(jì)正常穩(wěn)定的工作，就要合理的安裝換能器，通常換能器安裝不合理是超聲波流量計(jì)不能正常工作的主要原因。安裝換能器需要考慮位置的確定和方式的選擇兩個(gè)問(wèn)題。確定位置時(shí)除保證足夠的上、下游直管段外，尤其要注意換能器盡量避開有變頻調(diào)速器、電焊機(jī)等污染電源的場(chǎng)合。在安裝方式上，主要有對(duì)貼安裝方式和V方Z方式三種。通常情況下，管徑小于300mm時(shí)，采用V方式安裝，管徑大于200mm時(shí)，采用Z方式安裝。對(duì)于即可以用V方式安裝又可以Z方式安裝的換能器，盡量選用Z方式。實(shí)踐表明，Z方式安裝的換能器超聲波信號(hào)強(qiáng)度高，測(cè)量的穩(wěn)定性也好。

6、定期維護(hù)

與其他流量?jī)x表相比，超聲波流量計(jì)的維護(hù)量是比較小的。對(duì)于外貼換能器超聲波流量計(jì)，安裝以后無(wú)水壓損失，無(wú)潛在漏水，只需定期檢查換能器是否松動(dòng)，與管道之間的粘合劑是否良好即可；插入式超聲波流量計(jì)，要定期清理探頭上沉積的雜質(zhì)、水垢等有無(wú)漏水現(xiàn)象；如果是一體式超聲波流量計(jì)，要檢查流量計(jì)與管道之間的法蘭連接是否良好，并考慮現(xiàn)場(chǎng)溫度和濕度對(duì)其電子部件的影響等。我們選用的是外貼換能器超聲波流量計(jì)，定期維護(hù)工作量相對(duì)要小。

7、結(jié)束語(yǔ)

更換后的超聲波流量計(jì)在渣水流量測(cè)量中發(fā)揮了它的作用，很好的解決了之前存在的問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

第3篇：超聲波流量計(jì)范文

【關(guān)鍵詞】超聲波流量計(jì);電磁流量計(jì);特點(diǎn);區(qū)別

一、電磁流量計(jì)

1、優(yōu)點(diǎn)

（1）電磁流量計(jì)可用來(lái)測(cè)量工業(yè)導(dǎo)電液體或漿液。

（2）無(wú)壓力損失。

（3）測(cè)量范圍大，電磁流量變送器的口徑從2.5mm到2.6m。

（4）電磁流量計(jì)測(cè)量被測(cè)流體工作狀態(tài)下的體積流量，測(cè)量原理中不涉及流體的溫度、壓力、密度和粘度的影響。

2、缺點(diǎn)

（1）電磁流量計(jì)的應(yīng)用有一定局限性，它只能測(cè)量導(dǎo)電介質(zhì)的液體流量，不能測(cè)量非導(dǎo)電介質(zhì)的流量，例如氣體和水處理較好的供熱用水。另外在高溫條件下其襯里需考慮。

（2）電磁流量計(jì)是通過(guò)測(cè)量導(dǎo)電液體的速度確定工作狀態(tài)下的體積流量。按照計(jì)量要求，對(duì)于液態(tài)介質(zhì)，應(yīng)測(cè)量質(zhì)量流量，測(cè)量介質(zhì)流量應(yīng)涉及到流體的密度，不同流體介質(zhì)具有不同的密度，而且隨溫度變化。如果電磁流量計(jì)轉(zhuǎn)換器不考慮流體密度，僅給出常溫狀態(tài)下的體積流量是不合適的。

（3）供水管道結(jié)垢或磨損改變內(nèi)徑尺寸，將影響原定的流量值，造成測(cè)量誤差。如100mm口徑儀表內(nèi)徑變化1mm會(huì)帶來(lái)約2％附加誤差。

（4）變送器的測(cè)量信號(hào)為很小的毫伏級(jí)電勢(shì)信號(hào)，除流量信號(hào)外，還夾雜一些與流量無(wú)關(guān)的信號(hào)，如同相電壓、正交電壓及共模電壓等。為了準(zhǔn)確測(cè)量流量，必須消除各種干擾信號(hào)，有效放大流量信號(hào)。應(yīng)該提高流量轉(zhuǎn)換器的性能，最好采用微處理機(jī)型的轉(zhuǎn)換器，用它來(lái)控制勵(lì)磁電壓，按被測(cè)流體性質(zhì)選擇勵(lì)磁方式和頻率，可以排除同相干擾和正交干擾。但改進(jìn)的儀表結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。

二、超聲波流量計(jì)

1、優(yōu)點(diǎn)

（1）超聲波流量計(jì)是一種非接觸式測(cè)量?jī)x表，可用來(lái)測(cè)量不易接觸、不易觀察的流體流量和大管徑流量。它不會(huì)改變流體的流動(dòng)狀態(tài)，不會(huì)產(chǎn)生壓力損失，且便于安裝。

（2）可以測(cè)量強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)和非導(dǎo)電介質(zhì)的流量。

（3）超聲波流量計(jì)的測(cè)量范圍寬，測(cè)量口徑范圍從2cm～5m。

（4）超聲波流量計(jì)可以測(cè)量各種液體和污水流量。

（5）超聲波流量計(jì)測(cè)量的體積流量不受被測(cè)流體的溫度、壓力、粘度及密度等熱物性參數(shù)的影響?？梢宰龀晒潭ㄊ胶捅銛y式兩種形式。

2、缺點(diǎn)

（1）超聲波流量計(jì)的溫度測(cè)量范圍不高，一般只能測(cè)量溫度低于200℃的流體。

（2）抗干擾能力差。易受氣泡、結(jié)垢、泵及其它聲源混入的超聲雜音干擾、影響測(cè)量精度。

（3）直管段要求嚴(yán)格，為前20D，后5D.否則離散性差，測(cè)量精度差。

（4）安裝的不確定性，會(huì)給流量測(cè)量帶來(lái)較大誤差。

（5）測(cè)量管道因結(jié)垢，會(huì)嚴(yán)重影響測(cè)量準(zhǔn)確度，帶來(lái)顯著的測(cè)量誤差，甚至在嚴(yán)重時(shí)儀表無(wú)流量顯示。

（6）可靠性、精度等級(jí)不高（一般為1.5～2.5級(jí)左右），重復(fù)性差。超聲波流量計(jì)是通過(guò)測(cè)量流體速度再乘以管道內(nèi)截面積來(lái)確定流量。而該流量計(jì)無(wú)法直接測(cè)量?jī)?nèi)徑和管道圓度，只能根據(jù)外徑、壁厚按標(biāo)準(zhǔn)圓估算截面積，由此帶來(lái)的不確定性已超過(guò)1％，因此精度受到限制。

（7）使用壽命短（一般精度只能保證二年）。

三、超聲波流量計(jì)和電磁流量計(jì)的主要區(qū)別

1、介質(zhì)不同

超聲波流量計(jì)的流量測(cè)量準(zhǔn)確度幾乎不受被測(cè)流體溫度、壓力、粘度、密度等參數(shù)的影響，又可制成非接觸及便攜式測(cè)量?jī)x表， 故可解決其它類型儀表所難以測(cè)量的強(qiáng)腐蝕性、非導(dǎo)電性、放射性及易燃易爆介質(zhì)的流量測(cè)量問(wèn)題。

電磁流量計(jì)不能測(cè)量導(dǎo)電率很低的液體，如石石油制品和有機(jī)溶劑等。通用型電磁流量計(jì)由于里襯材料限制，不能測(cè)量溫度較高液體。電磁流量計(jì)是通過(guò)測(cè)量導(dǎo)電液體的速度確定工作狀態(tài)下的體積流量。按照計(jì)量要求，對(duì)于液態(tài)介質(zhì)，應(yīng)測(cè)量質(zhì)量流量，測(cè)量介質(zhì)流量應(yīng)涉及到流體的密度，不同流體介質(zhì)具有不同的密度，而且隨溫度變化。如果電磁流量計(jì)轉(zhuǎn)換器不考慮流體密度，僅給出常溫狀態(tài)下的體積流量是不合適的。

2、準(zhǔn)確度不同

超聲波流量計(jì)是通過(guò)測(cè)量流體速度來(lái)確定體積流量，對(duì)液體應(yīng)該測(cè)量它的質(zhì)量流量，儀表測(cè)量質(zhì)量流量是通過(guò)體積流量乘以人為設(shè)定的密度后得到的，當(dāng)流體溫度變化時(shí)，流體密度是變化的，人為設(shè)定密度值，不能保證質(zhì)量流量的準(zhǔn)確度。只能在測(cè)量流體速度的同時(shí)，又測(cè)量了流體密度，才能通過(guò)運(yùn)算，得到真實(shí)質(zhì)量流量值。

超聲波流量計(jì)和電磁流量計(jì)的測(cè)量媒介不同，超聲波是采用聲波，頻率很低，超聲波頻率20KHz-100KHz,雷達(dá)是采用2.4GHz 級(jí)別的電磁波，超聲波的限制性比較大，很容易受到其它鐵制物體的干擾，另外頻率低，衰減大，測(cè)量范圍小，應(yīng)用的面比較窄，常用在大口徑的水管線的流量測(cè)量和明渠類流量計(jì)測(cè)液位來(lái)?yè)Q算成流量。也有用在固體料倉(cāng)上的。電磁的頻率高，衰減小，如果加上導(dǎo)波管測(cè)量范圍可以很大，用在儲(chǔ)罐上比較多。但是需要注意介電常數(shù)，介電常數(shù)太小的介質(zhì)沒(méi)法測(cè)或測(cè)量范圍很小。

3、安裝、維護(hù)、檢定成本不同

超聲波流量計(jì)適用于大型圓形管道和矩形管道，且原理上不受管徑限制，其造價(jià)基本上與管徑無(wú)關(guān)。對(duì)于大型管道不僅帶來(lái)方便， 可認(rèn)為在無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)流校驗(yàn)的情況下是優(yōu)先考慮的選擇方案。超聲流量計(jì)可作非接觸測(cè)量。夾裝式換能器超聲流量計(jì)可無(wú)需停流截管安裝,只要在既設(shè)管道外部安裝換能器即可。這是超聲流量計(jì)在工業(yè)用流量?jī)x表中具有的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，因此可作移動(dòng)性(即非定點(diǎn)固定安裝)測(cè)量，適用于管網(wǎng)流動(dòng)狀況評(píng)估測(cè)定超聲流量計(jì)為無(wú)流動(dòng)阻撓測(cè)量，無(wú)額外壓力損失。

電磁流量計(jì)的安裝與調(diào)試比其它流量計(jì)復(fù)雜，且要求更嚴(yán)格。 變送器和轉(zhuǎn)換器必須配套使用，兩者之間不能用兩種不同型號(hào)的儀表配用。在安裝變送器時(shí)，從安裝地點(diǎn)的選擇到具體的安裝調(diào)試， 必須嚴(yán)格按照產(chǎn)品說(shuō)明書要求進(jìn)行。安裝地點(diǎn)不能有振動(dòng)，不能有強(qiáng)磁場(chǎng)。在安裝時(shí)必須使變送器和管道有良好的接觸及良好的接地。變送器的電位與被測(cè)流體等電位。在使用時(shí)，必須排盡測(cè)量管中存留的氣體，否則會(huì)造成較大的測(cè)量誤差。電磁流量計(jì)需要在有電導(dǎo)率的液體條件下安裝，而且一般電磁流量計(jì)的安裝必須截管安裝，但是電磁流量計(jì)的特點(diǎn)是在符合條件的現(xiàn)場(chǎng)條件下準(zhǔn)確度高。電磁流量計(jì)拆卸麻煩，必須要求工藝停車，拆卸送檢麻煩，如果是0.5％準(zhǔn)確度按國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程每半年需檢定一次。

第4篇：超聲波流量計(jì)范文

【關(guān)鍵詞】 循環(huán)水 超聲波流量計(jì) 安裝 應(yīng)用 校驗(yàn)

監(jiān)測(cè)石油輸送過(guò)程中流速變化，可以了解石油在各站間的流速，為管道油品監(jiān)測(cè)模擬仿真及混油量的計(jì)算提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。通過(guò)分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以及時(shí)判斷輸油管道是否出現(xiàn)漏點(diǎn)和漏點(diǎn)的位置，減少輸油管道泄漏時(shí)造成的經(jīng)濟(jì)損失。因此，監(jiān)測(cè)石油在管道內(nèi)的流速很重要。

1 石油輸送流量的檢測(cè)儀器

目前各企業(yè)在用的流量傳感器有很多種，檢測(cè)方法也各不相同，如果從檢測(cè)原理上分類，主要包括“聲、光、熱、力、電”等學(xué)術(shù)原理。按照行業(yè)內(nèi)通俗的分類方法可以分為容積式、差壓式、浮子式、渦輪式、電磁式、渦街式、插入式、外夾式、管段式、便攜式等等。不同種類的流量計(jì)適應(yīng)的流體介質(zhì)不同，待測(cè)流體介質(zhì)導(dǎo)電性較好的適宜使用電磁式流量計(jì)。對(duì)于滿足大管徑、大流量、高密度、高速度和長(zhǎng)距離輸送要求的流量計(jì)中超聲波流量計(jì)使用最普遍。

2 超聲波流量計(jì)的發(fā)展變化

世界上第一臺(tái)超聲波流量計(jì)誕生于19世界的德國(guó)，距今已有80多年的發(fā)展歷史。近年來(lái)，科技發(fā)展日新月異，高速數(shù)字信號(hào)的處理技術(shù)與微處理技術(shù)的快速發(fā)展為超聲波流量計(jì)技術(shù)升級(jí)注入了活力。另外，流量計(jì)探頭新材料和新的加工工藝的出現(xiàn)以及聲道配置等技術(shù)的進(jìn)步，使得超聲波流量計(jì)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)更加強(qiáng)勁，發(fā)展勢(shì)頭更加迅猛[1]。

3 石油輸送流量監(jiān)測(cè)儀表的選型

超聲波流量計(jì)的系統(tǒng)構(gòu)成包括電源、換能器、接線盒、轉(zhuǎn)換器。如圖1所示換能器也就是傳感器，按照傳感器的安裝方式不同，又可以將超聲波流量計(jì)分為外夾式、管段式和插入式超聲波流量計(jì)。

3.1 外夾式超聲波流量計(jì)

外夾式又稱外貼式超聲波流量計(jì)，它是產(chǎn)生最早，用戶最熟悉且應(yīng)用最廣泛的超聲波流量計(jì)，特點(diǎn)是使用時(shí)不會(huì)與被測(cè)量介質(zhì)接觸，適于測(cè)量不易接觸和觀察的流體以及大管徑流量，不在管道內(nèi)安裝儀器則不會(huì)改變介質(zhì)的流動(dòng)狀態(tài)及產(chǎn)生附加阻力。正因?yàn)槌暡髁坑?jì)屬于非接觸式儀表，所以它的安裝和檢修均不會(huì)影響生產(chǎn)管線的正常運(yùn)行。外夾式超聲波流量計(jì)是石油輸送過(guò)程流量監(jiān)測(cè)儀器的最佳選擇類型。

3.2 管段式超聲波流量計(jì)

生產(chǎn)企業(yè)中某些管道因材質(zhì)疏松、聲波傳送效果差，或者管道內(nèi)壁銹蝕、有襯里等原因，致使聲波信號(hào)在傳輸過(guò)程中衰減嚴(yán)重，用外夾式超聲波流量計(jì)無(wú)法正常測(cè)量，因而催生了管段式超聲波流量計(jì)。

如圖2所示，管段式超聲波流量計(jì)就是把換能器和測(cè)量管連成一個(gè)整體安裝在管道中間進(jìn)行流體流量的超聲波檢測(cè)。它的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量精度高，缺點(diǎn)是安裝和檢修時(shí)必須停止流體輸送。

3.3 入式超聲波流量計(jì)

插入式超聲波流量計(jì)的使用介于外夾式和管段式之間。安裝時(shí)一般需要斷流安裝，如果通過(guò)專用工具也可以實(shí)現(xiàn)非斷流安裝，安裝示意圖如圖3所示。其測(cè)量精度優(yōu)于外夾式超聲波流量計(jì)，相對(duì)管段式超聲波流量計(jì)稍差。

4 超聲波流量計(jì)的檢測(cè)原理

封閉管道用上超聲波流量計(jì)的測(cè)量原理有5種，現(xiàn)在使用最多的是傳播時(shí)間法和多普勒法兩大類。

4.1 傳播時(shí)間法超聲波流量計(jì)檢測(cè)原理

傳播時(shí)間法的測(cè)量原理是：聲波在流體中傳播時(shí)，沿著流體流動(dòng)的順流和逆流方向受到的影響不同，換能器接收到的聲波就不同，接收到的信號(hào)通過(guò)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成代表流量的電信號(hào)供給顯示和計(jì)算儀表進(jìn)行顯示和計(jì)算[2]。

外夾式超聲波流量計(jì)主要采用傳輸時(shí)間差法測(cè)量流量。如圖4所示，超聲波穿過(guò)流體順流和逆流時(shí)間不同，其時(shí)間差Δt與流體速度FV成正比，介質(zhì)流速越快，“ΔT”就越大。

4.2 多普勒法超聲波流量計(jì)的檢測(cè)原理

聲波在流體介質(zhì)中傳播時(shí)，經(jīng)流體中顆粒反射回?fù)Q能器的頻率不同，這一現(xiàn)象被稱稱為多普勒效應(yīng)。所謂多普勒測(cè)量原理，就是依據(jù)聲波的多普勒效應(yīng)計(jì)算出流體的流量。

使用超聲波測(cè)量流體流量時(shí)選擇傳播時(shí)間法還是多普勒法？其主要判斷要素是：液體潔凈程度或雜質(zhì)含量，測(cè)量精度要求。

5 外夾式超聲波流量計(jì)安裝調(diào)試方法

5.1 數(shù)據(jù)輸入步驟

（1）首先用盒尺量出被測(cè)管路的周長(zhǎng)。

（2）打開儀表，接通電源，儀表顯示超聲波流量計(jì)版本號(hào)或菜單

（3）按鍵，儀表顯示輸入菜單號(hào)碼=-------；再按10儀表顯示輸入管道外周長(zhǎng)，將用盒尺測(cè)量出的周長(zhǎng)直接輸入。例：周長(zhǎng)為318mm，直接按3、1、8后按鍵。

（4）按鍵進(jìn)入 號(hào)窗口儀表顯示管外徑。

（5）按鍵進(jìn)入 號(hào)窗口，輸入被測(cè)管路壁厚，按鍵。

（6）按鍵進(jìn)入 號(hào)窗口，選擇被測(cè)管路材質(zhì)，按鍵后用鍵選擇，儀表顯示不同材質(zhì)，選擇完畢，再按鍵。例：管路為碳鋼，即儀表顯示0、碳鋼，然后按鍵。（具體材質(zhì)見說(shuō)明書 項(xiàng)內(nèi)容

（7）按鍵進(jìn)入 號(hào)窗口，選擇被測(cè)管路襯材，輸入方法同（6）。

（8）按鍵進(jìn)入 號(hào)窗口，選擇流體類型，輸入方法同（6）。

（9）按鍵進(jìn)入 號(hào)窗口，選擇探頭類型，輸入方法同（6）?！耙话氵x擇標(biāo)準(zhǔn)M1型中探頭”按鍵。

（10）按鍵進(jìn)入 號(hào)窗口，選擇安裝方式，一般情況下管路>50mm用Z方式，按鍵。

（11）按鍵進(jìn)入 號(hào)窗口，窗口自動(dòng)顯示出兩個(gè)探頭的安裝距離。次距離為探頭頂部對(duì)頂部的安裝距離。

（12）按鍵輸入 ，進(jìn)入40號(hào)窗口，窗口顯示阻尼系數(shù)，按鍵輸入20，再按鍵。

（13）按鍵進(jìn)入 號(hào)窗口，窗口顯示低流速切除值，按確認(rèn)鍵后輸0.03，再按確認(rèn)鍵。

（14）按鍵輸入26，進(jìn)入 號(hào)窗口，選擇“1，固化參數(shù)并總使用”然后按鍵。

5.2 傳感器安裝點(diǎn)的選擇

測(cè)量點(diǎn)要盡量選擇距上游10倍直徑，下游5倍直徑以內(nèi)均勻直管段，沒(méi)有任何閥門、彎頭、變徑等干擾流場(chǎng)裝置，流體必須為滿管。

5.3 安裝方法

（1）Z方式安裝：以管路周長(zhǎng)為200mm為例（如圖5）：

1）在管路一面外側(cè)劃一長(zhǎng)十字為A點(diǎn)，以十字為中心用盒尺向另一側(cè)量出1/2周長(zhǎng)，即100mm，該點(diǎn)為B點(diǎn)。2）根據(jù)儀表 顯示安裝距離，例如安裝距離為25mm，從A點(diǎn)向一側(cè)量出25mm為C點(diǎn)和上面一樣向從B點(diǎn)另一側(cè)量出管路1/2周長(zhǎng)為D點(diǎn)，B、D兩點(diǎn)連接，D點(diǎn)劃十字，A、D兩點(diǎn)即為兩個(gè)探頭安裝點(diǎn)（如圖6）。

（2）將選好兩安裝點(diǎn)，用手砂輪打磨干凈出3倍探頭大小的面積后，探頭抹上黃油，貼在A、D兩點(diǎn)處，用鋼帶綁緊（一只探頭可綁緊，另一只稍微松些，以備一會(huì)調(diào)整探頭位置時(shí)之用）。

探頭安裝完畢后，按 ，儀表顯示上游=X1；下游=X2；Q值=X3上游、下游為信號(hào)強(qiáng)度，數(shù)值應(yīng)大于60以上。且上、下游數(shù)據(jù)接近。Q值為信號(hào)質(zhì)量，數(shù)值應(yīng)在50以上。如信號(hào)強(qiáng)度不理想，應(yīng)輕微移動(dòng)一側(cè)探頭（上，下，左，右輕輕移動(dòng)）同時(shí)觀查信號(hào)強(qiáng)度變化，75-85之間最好。如還不行，應(yīng)檢查流體內(nèi)是否含有大量氣泡，或流體不滿管。

例：上游=87.5，下游=86.5，Q值=70（Q值總在60-80之間變化）為好。再按 號(hào)窗口，儀表顯示信號(hào)傳輸比，此值應(yīng)盡量調(diào)到100%最次在（100±3）%范圍內(nèi)波動(dòng)。90、91項(xiàng)窗口靠上下左右微調(diào)傳感器位置（一般不超過(guò)2cm范圍）調(diào)整數(shù)值。一定將數(shù)值調(diào)整到要求范圍內(nèi)。

上述過(guò)程完畢，按 即可進(jìn)行測(cè)量。

6 利用超聲波流量計(jì)判斷流體在管道輸送過(guò)程中是否泄漏

管道運(yùn)輸以其特有的經(jīng)濟(jì)、便攜、安全等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于石油、天然氣等液體、氣體、漿液的運(yùn)輸中，并且已成為與鐵路、公路、航空、水運(yùn)并駕齊驅(qū)的五大運(yùn)輸行業(yè)之一。但是，隨著輸送管線的增長(zhǎng)和使用年限的延長(zhǎng)，以及管道的腐蝕、磨損等自然或人為原因，管道泄露事故的發(fā)生時(shí)不可避免的。管道的泄露既影響正常生產(chǎn)，又造成經(jīng)濟(jì)損失、環(huán)保隱患和能源浪費(fèi)。

目前，已經(jīng)產(chǎn)生了一種超聲波流量計(jì)輸油管道泄漏監(jiān)測(cè)方法，突出了超聲波流量計(jì)的原理及技術(shù)特點(diǎn)，提高了定位精度，降低監(jiān)測(cè)費(fèi)用。

7 超聲波流量計(jì)使用中常見問(wèn)題及原因分析

（1）管道上已打磨光滑，但安裝測(cè)量時(shí)信號(hào)始終為0-2%之間，無(wú)法測(cè)量?？赡茉虬ǎ?）管道內(nèi)壁結(jié)垢較多，超聲波衰減較嚴(yán)重，無(wú)法測(cè)量；2）管道有內(nèi)襯，內(nèi)襯與管道之間有間隙，導(dǎo)致聲波不能穿透，無(wú)法測(cè)量；3）耦合計(jì)干涸，失去作用；4）介質(zhì)含雜、氣泡增多或介質(zhì)糊住探頭；5）探頭位置發(fā)生變化；6）探頭老化；7）探頭電纜接觸不良。

（2）超聲波流量計(jì)產(chǎn)生流量讀數(shù)不穩(wěn)定?？赡茉虬ǎ?）測(cè)量點(diǎn)直管短，不符合測(cè)量要求；2）介質(zhì)含有氣體或雜質(zhì)且不穩(wěn)定；3）儀表故障。

（3）超聲波流量計(jì)信號(hào)很弱，波形差，讀數(shù)不穩(wěn)定?？赡茉虬ǎ?）安裝探頭位置不正確（前10D后5D）；2）參數(shù)設(shè)置出錯(cuò)；3）管道使用多年使內(nèi)壁結(jié)垢太厚；4）有氣泡或渦流；5）管徑太大，1200mm以上可考慮換插入式探頭。

8 結(jié)語(yǔ)

超聲波流量計(jì)是一種優(yōu)秀的流量?jī)x表，它給我們帶來(lái)的測(cè)量流量的方便性和經(jīng)濟(jì)性是別的流量計(jì)無(wú)法比擬的。超聲波流量計(jì)在石油管道上的使用，不需要切割管道，減少了施工費(fèi)用，保證了管道的安全，而且設(shè)備外置在管道外，便于安裝、清洗和維護(hù)，為管線的正常運(yùn)營(yíng)和維護(hù)提供了很好的保障。

參考文獻(xiàn)：

第5篇：超聲波流量計(jì)范文

摘要：對(duì)天然氣正返輸時(shí)的三種雙向計(jì)量方式進(jìn)行了描述，并提出三種方式的優(yōu)點(diǎn)和不足，根據(jù)比較認(rèn)為雙向流量計(jì)是既可靠又節(jié)約的雙向流測(cè)量方式。

中圖分類號(hào)：P744文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

隨著管道氣的不斷發(fā)展與氣源供應(yīng)途徑的多樣化，氣源之間的返輸越來(lái)越普遍，而不同氣源之間的返輸存在雙向貿(mào)易計(jì)量問(wèn)題。天然氣正返輸現(xiàn)象雖普遍存在，而正返輸雙向計(jì)量卻很少見，下面就正返輸計(jì)量方式做一下探討。

以下介紹正反輸雙向計(jì)量的三種計(jì)量方式，以供參考：

一、雙向流量計(jì)計(jì)量

所謂“雙向流測(cè)量”就是指同一套流量計(jì)實(shí)現(xiàn)被測(cè)介質(zhì)正輸和返輸時(shí)的流量測(cè)量。也就是說(shuō)，這個(gè)時(shí)期正輸時(shí)的儀表上游就是下個(gè)時(shí)期返輸時(shí)的儀表下游。因此，流量計(jì)應(yīng)用于雙向測(cè)量場(chǎng)合就必須將其“下游”按“上游”的要求同等對(duì)待，這也是實(shí)現(xiàn)流量計(jì)雙向、等精度測(cè)量的重要前提［1］。

目前，用于雙向流量測(cè)量的流量計(jì)有超聲波流量計(jì)和渦輪流量計(jì)。超聲波流量計(jì)是通過(guò)檢測(cè)流體流動(dòng)對(duì)超聲速（或超聲脈沖）的作用，測(cè)量體積流量的速度式流量?jī)x表，天然氣超聲波流量計(jì)的測(cè)量原理是傳播時(shí)間差法；渦輪流量計(jì)屬于間接式體積流量計(jì)，當(dāng)氣體流過(guò)管道時(shí)，依靠氣體的動(dòng)能推動(dòng)透平葉輪（轉(zhuǎn)子）作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)動(dòng)速度與管道的流量成正比［2］。兩種流量計(jì)均有雙向計(jì)量分別輸出顯示的功能。

超聲波流量計(jì)適用于大口徑、大流量、壓力較高的場(chǎng)合，無(wú)壓損，且已有多年的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)。然而，不同生產(chǎn)商的超聲波流量計(jì)測(cè)量精度不同，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，應(yīng)根據(jù)計(jì)量精度不同的特點(diǎn)選擇合適的流量計(jì)，普通國(guó)產(chǎn)超聲波流量計(jì)存在正向計(jì)量合格，反向計(jì)量超差的現(xiàn)象，改進(jìn)型國(guó)產(chǎn)表與進(jìn)口表雙向計(jì)量測(cè)試誤差都在允許范圍內(nèi)，超聲波流量計(jì)的性能對(duì)反向流量計(jì)計(jì)量的精度起決定性作用［3］。

渦輪流量計(jì)適用場(chǎng)合比較廣泛，口徑壓力沒(méi)有特殊要求。新一代SM-RI-2型流量計(jì)是天然氣計(jì)量領(lǐng)域內(nèi)第一臺(tái)可進(jìn)行雙向計(jì)量的氣體渦輪流量計(jì)，其測(cè)量的流量范圍可與同口徑的氣體超聲波流量計(jì)相匹敵，其壓降僅為傳統(tǒng)氣體渦輪流量計(jì)的一半，其功能設(shè)計(jì)上很好的結(jié)合了超聲波流量計(jì)的特點(diǎn)，可達(dá)到高冗余率。優(yōu)化設(shè)計(jì)使其對(duì)臟污不敏感，可保持始終如一的高精度，因此非常適合于天然氣輸送中的貿(mào)易計(jì)量。因雙向渦輪流量計(jì)是近幾年開發(fā)應(yīng)用的新產(chǎn)品，其使用效果還需實(shí)踐驗(yàn)證。

兩種流量計(jì)對(duì)前后直管段均有較大的要求，具體長(zhǎng)度及前后是否加設(shè)整流器依據(jù)廠家要求確定。

二、雙路流量計(jì)+止回閥

如圖示，在天然氣正返輸主干管上安裝雙回路流量計(jì)，流量計(jì)下游加設(shè)止回閥，起到正返輸分別計(jì)量的功能，此種方式較為簡(jiǎn)單，選用常規(guī)的流量計(jì)，主要靠止回閥的作用使氣體單向流動(dòng)，但不適用于低壓，且由于止回閥存在關(guān)閉不嚴(yán)的情況，會(huì)存在計(jì)量不準(zhǔn)確的問(wèn)題，因此，此種方式需要經(jīng)過(guò)實(shí)際驗(yàn)證方可運(yùn)用。

三、雙路流量計(jì)+電磁閥自動(dòng)控制計(jì)量

如圖所示，在正返輸管道上裝設(shè)電磁閥，在流量計(jì)兩側(cè)分別設(shè)兩個(gè)壓力變送器，通過(guò)輸入自控程序?qū)崿F(xiàn)雙向單獨(dú)計(jì)量，當(dāng)PT01＞PT02時(shí)，1#電磁閥開啟，2#關(guān)閉，天然氣自左向右輸送，當(dāng)PT01＜PT02時(shí)，1#電磁閥關(guān)閉，2#開啟，天然氣自右向左輸送。當(dāng)PT01=PT02時(shí)，電磁閥均關(guān)閉。

與方式二相比此種方式關(guān)斷能力較為可靠，但對(duì)壓力變送器的壓差輸入信號(hào)的精度要求較高，因兩氣源終將達(dá)到供氣平衡狀態(tài)，兩側(cè)壓差較小，如果達(dá)不到高精度要求，電磁閥將保持常閉，阻斷正返輸功能。

從以上三種方式可看出，方式二會(huì)產(chǎn)生較大的誤差并且需要實(shí)際驗(yàn)證，方式三有較大的控制難度，方式一目前在國(guó)內(nèi)天然氣管道輸送上應(yīng)用較少，對(duì)于精度等級(jí)方面有一些不足，但隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，方式一可以做為既可靠又節(jié)約的正返輸計(jì)量方式。

參考文獻(xiàn)：

張樹華. 超聲流量計(jì)在天然氣計(jì)量系統(tǒng)應(yīng)用中應(yīng)注意的問(wèn)題. 石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督. 2006年1期

嚴(yán)銘卿. 燃?xì)夤こ淘O(shè)計(jì)手冊(cè)

第6篇：超聲波流量計(jì)范文

在實(shí)際應(yīng)用中，污水的排放仍然沿用粗放式的計(jì)量模式，廠礦企業(yè)都是以上水作為污水處理費(fèi)的繳納依據(jù)，許多污水處理廠的進(jìn)出水計(jì)量也處于不受控的狀態(tài)中，加強(qiáng)污水排放監(jiān)測(cè)，是解決環(huán)境問(wèn)題的一個(gè)重要的問(wèn)題，而掌握適用于污水計(jì)量的方式的方法更是解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵所在。

關(guān)鍵詞：污水；在線流量；計(jì)量方法

一、企業(yè)污水流量計(jì)檢測(cè)的方法

目前，企業(yè)用于污水計(jì)量的流量計(jì)主要是電磁流量計(jì)、超聲波流量計(jì)、明渠流量計(jì)三種。這幾類流量計(jì)的實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，檢測(cè)結(jié)果精度能完全滿足用戶要求。但是此類流量計(jì)在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)，被測(cè)流體情況復(fù)雜且流態(tài)不穩(wěn)定對(duì)測(cè)量結(jié)果均產(chǎn)生一定的影響，同時(shí)檢測(cè)條件的不穩(wěn)定也給測(cè)量精度帶來(lái)不利影響。其次企業(yè)排污管線的布置情況不一，環(huán)境不盡相同。所以要想對(duì)污水進(jìn)行精確計(jì)量一定要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)條件，選擇不同的檢測(cè)方法。

二、計(jì)量方法的選擇

流量計(jì)傳統(tǒng)的計(jì)量方法是在實(shí)驗(yàn)室流量校準(zhǔn)裝置進(jìn)行計(jì)量，但是污水處理流量計(jì)由于口徑大，體積重，而且全天候在線運(yùn)行，無(wú)法拆卸送實(shí)驗(yàn)室校準(zhǔn)，在線計(jì)量是第一選擇。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，選擇合適的校準(zhǔn)方法是至關(guān)重要的，流量計(jì)使用現(xiàn)場(chǎng)的條件決定了計(jì)量方法的選用。目前為止，適合的檢測(cè)方法有兩種，分別是流量計(jì)比對(duì)法和容積比較法。其中比對(duì)法又分管道式流量計(jì)比對(duì)法和明渠流量計(jì)比對(duì)法，分別適用于管道式流量計(jì)和明渠流量計(jì)。

下面對(duì)這幾種計(jì)量方法的適用條件以及具體計(jì)量過(guò)程逐一詳細(xì)說(shuō)明。

（一）超聲波流量計(jì)比對(duì)法

1.適用條件

①流量計(jì)準(zhǔn)確度等級(jí)一般為1級(jí)以內(nèi)；

②管道式流量計(jì)（包括電磁流量計(jì)和超聲波流量計(jì)）；

③管道材質(zhì)傳播超聲波信號(hào)良好；

④應(yīng)保證流量計(jì)在正常使用時(shí)，其流速在1m/s以上，對(duì)于較臟的污水，流速應(yīng)在2m/s以上。

⑤在同一管道上有滿足超聲波流量計(jì)安裝條件的直管段。

2.具體計(jì)量過(guò)程

將超聲波流量計(jì)標(biāo)準(zhǔn)安裝在符合要求的管道上，比較標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)與被校流量計(jì)的流量值，得出被校流量計(jì)的示值誤差。

3.影響因素

①直管段的長(zhǎng)度以及水流的穩(wěn)定性；

②管道內(nèi)壁的襯材、清潔程度、包括凹痕、積垢和起皮等現(xiàn)象都會(huì)影響到信號(hào)的采集以及校準(zhǔn)的不確定度；

③管道外璧是否清潔干凈，是否除去銹跡、油漆，是否選擇了管材致密部分進(jìn)行傳感器安裝；

④管道中水流有氣泡，氣泡會(huì)影響超聲波流量計(jì)的測(cè)量；

⑤管道是否滿管（管道始終充滿液體）；

⑥管道內(nèi)液體的雜質(zhì)是否過(guò)多；

⑦探頭是否和管壁接觸嚴(yán)密，耦合劑是否涂抹均勻，保證傳感器和管壁之間無(wú)氣泡存在。

（二）明渠流量計(jì)比對(duì)法

1.適用條件

①明渠流量計(jì)的不確定度：1%--6% ；

②確保液位傳感器標(biāo)準(zhǔn)段清潔，無(wú)淤泥、無(wú)雜物；

③過(guò)堰槽水流為自有流狀態(tài)，即量水堰槽下游水位低于某一限制水位，使堰槽上游水位與流量呈單值關(guān)系；

④堰槽嚴(yán)格按照國(guó)家相關(guān)規(guī)程要求，并按照要求的規(guī)格和尺寸安裝；

⑤明渠流量標(biāo)準(zhǔn)裝置及標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)的流量不確定度小于被檢流量計(jì)流量不確定度的2倍以上；其流量測(cè)量范圍大于或等于被檢流量計(jì)的流量測(cè)量范圍；

⑥明渠試驗(yàn)段長(zhǎng)度應(yīng)大于被檢流量計(jì)要求的行近渠槽長(zhǎng)度，被檢流量計(jì)的有關(guān)技術(shù)要求，裝置均能給予滿足。

2.具體計(jì)量過(guò)程

將明渠流量計(jì)標(biāo)準(zhǔn)裝置的液位傳感器按照要求安裝在堰槽的合適位置。明渠流量計(jì)標(biāo)準(zhǔn)裝置配套的軟件會(huì)根據(jù)液位計(jì)算流量。同時(shí)比較標(biāo)準(zhǔn)裝置的液位、流量值和被校流量計(jì)的液位、流量值，得出被校流量計(jì)的示值誤差。

3.影響因素

①明渠收縮段和擴(kuò)散段的長(zhǎng)度規(guī)格；

②明渠內(nèi)壁的清潔程度，包括積垢和起皮等現(xiàn)象；

③明渠內(nèi)水流的狀態(tài)和溫度。

（三）容積比較法

1.適用條件

①具有規(guī)則的處理池，且容積足夠大；

②進(jìn)出水可通過(guò)閥門控制，且處理工藝允許此處理池放空或者放滿污水，而不影響污水處理廠運(yùn)行；

③處理池不滲漏；

④進(jìn)出處理池的污水只經(jīng)過(guò)被校準(zhǔn)的流量計(jì)而不經(jīng)過(guò)其他管路。

2.具體計(jì)量過(guò)程

將污水處理池中的一定深度（超過(guò)1m）的污水經(jīng)出水流量計(jì)排出或者經(jīng)進(jìn)水流量計(jì)排入，忽略蒸發(fā)量，確保反應(yīng)池中的水在到出水流量計(jì)之前或者從進(jìn)水流量計(jì)進(jìn)入后無(wú)滲漏，比較流量計(jì)在此段時(shí)間內(nèi)的累積量和反應(yīng)池中液面的高度差所的污水體積量，進(jìn)而得出被校流量計(jì)的示值誤差。

3.影響因素

①溫度過(guò)高會(huì)使污水產(chǎn)生蒸發(fā)，所以要注意選擇一天當(dāng)中溫度合適的時(shí)間段；

②計(jì)量過(guò)程中確保進(jìn)出處理池的污水不經(jīng)過(guò)其他管路。

三、結(jié)論與建議

（1）監(jiān)管部門加強(qiáng)監(jiān)管，主要是簽封和流量計(jì)系數(shù)，要定時(shí)檢查，確保校準(zhǔn)后不會(huì)隨意更改。

（2）企業(yè)設(shè)計(jì)和施工單位在建設(shè)期應(yīng)該充分考慮后期校準(zhǔn)的問(wèn)題，預(yù)留校準(zhǔn)井或者位置。

（3）企業(yè)的流量計(jì)應(yīng)嚴(yán)格按照使用要求安裝，保證前后直管段的長(zhǎng)度足夠，這樣才能保證流量計(jì)的基本性能。個(gè)別企業(yè)因?yàn)榱髁坑?jì)安裝不符合要求，導(dǎo)致后期的各項(xiàng)計(jì)量信息都不能完全保證，從而影響到流量計(jì)的準(zhǔn)確度等級(jí)不能達(dá)標(biāo)。

（4）要定期維護(hù)和清潔，保證流量計(jì)工作環(huán)境不受外界環(huán)境因素影響，正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊波，馮曉虹，趙飛。淺談污水處理廠電磁流量計(jì)的檢測(cè)。水世界-中國(guó)城鎮(zhèn)水網(wǎng)

[2]蔣宇晨，趙順剛，蔡苑，袁雄鶴。超聲傳感器在明渠流量計(jì)中的應(yīng)用。自動(dòng)化儀表第21卷第7期，2000，7

第7篇：超聲波流量計(jì)范文

中圖分類號(hào)：P631.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、前言

無(wú)損檢測(cè)(nondestructive test)簡(jiǎn)稱 NDT。無(wú)損檢測(cè)就是不破壞和不損傷受檢物體，對(duì)它的性能、質(zhì)量、有無(wú)內(nèi)部缺陷進(jìn)行檢測(cè)的一種技術(shù)。工業(yè)上最常用的無(wú)損檢測(cè)方法有五種：超聲檢測(cè)(UT)、射線探傷(RT)、滲透檢測(cè)(PT)、磁粉檢測(cè)(MT)和渦流檢測(cè) (ET)。

二、超聲無(wú)損檢測(cè)的發(fā)展

超聲波無(wú)損探傷 (NDI)

超聲檢測(cè)原理是超聲波進(jìn)入物體遇到缺陷時(shí)，一部分聲波會(huì)產(chǎn)生反射，改變后的超聲波通過(guò)檢測(cè)設(shè)備，接收器可對(duì)反射波進(jìn)行處理和分析 ，就能異常精確地測(cè)出缺陷來(lái)，并且能顯示內(nèi)部缺陷的位置和大小，測(cè)定材料厚度等。

超聲波無(wú)損探傷(NDI)設(shè)備有：超聲探傷儀、探頭、藕合劑及標(biāo)準(zhǔn)試塊等。用途是：在特種設(shè)備行業(yè)中，宏觀缺陷檢測(cè)和材料厚度測(cè)量。優(yōu)點(diǎn)有：對(duì)面積型缺陷檢出率較高，缺陷定位較準(zhǔn)確，易于攜帶；多數(shù)超聲探傷儀不必外接電源；穿透能力強(qiáng)。局限性是：藕合傳感器要求被檢表面光滑 ；難于探出表面細(xì)小裂縫 ；要有參考標(biāo)準(zhǔn) ；為解釋信號(hào)要求檢測(cè)人員素質(zhì)高。

我國(guó)50年代初引進(jìn)蘇聯(lián)超聲波探傷儀 ，60年代初期先后形成了一些批量生產(chǎn)的廠家 ，80年代初，國(guó)內(nèi)各生產(chǎn)廠研制生產(chǎn)的超聲波探傷儀的主要技術(shù)招標(biāo)均有大幅度地提高，較好地滿足了超聲波探傷技術(shù)的需要。我國(guó)便攜式數(shù)字化超聲波探傷儀的研制隨大規(guī)模集成電路的發(fā)展也已開始形成規(guī)模生產(chǎn)，并得到推廣使用。如 1989年中科院武漢物理所武漢科威技術(shù)公司研制成功國(guó)內(nèi)第一臺(tái)全數(shù)字化超聲波探傷儀(KS1010型)，并于1990年批量推向市場(chǎng)，與此同時(shí)中科院聲學(xué)所數(shù)字 、模擬組合式電腦超聲波探傷儀也研制成功并推 向市場(chǎng)。汕頭超聲電子(集團(tuán))公司在 1980年推出了 CTS 一22型超聲波探傷儀 ，其主要性能指標(biāo)與當(dāng)時(shí)國(guó)際同類儀器水平相當(dāng)，目前該公司已生產(chǎn)出智能式、手推式、便攜式彩色、數(shù)字式的多種金屬超聲波探傷儀 ，其技術(shù)、質(zhì)量 、產(chǎn)銷量均占全國(guó)首位 。

三、超聲波無(wú)損檢測(cè) (NDT) 的應(yīng)用

超聲無(wú)損檢測(cè)與其它常規(guī)技術(shù)相比，它具有被測(cè)對(duì)象范圍廣、檢測(cè)深度大、缺陷定位準(zhǔn)確、檢測(cè)靈敏度高、成本低、使用方便、速度快、對(duì)人體無(wú)害及便于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)。幾十年來(lái)，超聲無(wú)損檢測(cè)已得到了巨大發(fā)展和廣泛應(yīng)用，幾乎應(yīng)用到所有工業(yè)部門。如作為基礎(chǔ)工業(yè) 的鋼鐵工業(yè)、機(jī)器制造工業(yè) 、鍋爐壓力容器有關(guān)工業(yè)部門 、石油化工工業(yè) 、鐵路運(yùn)輸工業(yè)、造船工業(yè) 、航空航天工業(yè)、高速發(fā)展 中的新技術(shù)產(chǎn)業(yè)如集成電路工業(yè) 、核 電工業(yè)等重要工業(yè)部門。目前大量應(yīng)用于金屬材料和構(gòu)件，包括質(zhì)量在線監(jiān)控和產(chǎn)品在役檢查。水平普遍提高，應(yīng)用頻度和領(lǐng)域也日益增多。

目前我國(guó)對(duì)各種大型結(jié)構(gòu)壓力容器和復(fù)雜設(shè)備都已具備檢測(cè)能力。在裂縫自身高度的測(cè)量和高溫條件下的非接觸超聲檢測(cè)等方面都有很大進(jìn)展 。

核電工業(yè)雖然是我國(guó)的新興工業(yè)，但超聲檢測(cè)已用于核電工業(yè)的各個(gè)方面。我國(guó)已能按業(yè)主的要求及標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，使用國(guó)際先進(jìn)的裝備，執(zhí)行國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)，完成核電廠和核設(shè)施的役前及在役檢查。

利用超聲波測(cè)量流速、流量的技術(shù)在醫(yī)療、供水、排水、廢水處理、電力、石油 、化工、冶金、礦山、環(huán)保、河流 、海洋等計(jì)量巾有著廣泛的應(yīng)用，不僅可用于流體，液體兩相流的測(cè)量，還可用于氣體流量測(cè)量，其研究已有數(shù)十年歷史。1928年 ，法國(guó)路登(RUTTEN)研制成功世界第一臺(tái)超聲波流量計(jì)，直到 50年代末期 ，超聲波流量計(jì) 由理論研究階段進(jìn)入人工測(cè)量時(shí)期 ，但 由于電子線路技術(shù)太復(fù)雜 ，這種流量計(jì)未占有牢固地位。70年代后，由于集成電路技術(shù)迅速發(fā)展，使實(shí)用的超聲波流量計(jì)得以迅速發(fā)展。進(jìn)入80年代以后，隨著電子技術(shù)，尤其是微電腦的發(fā)展，使超聲波流量計(jì)的性能有很大提高，應(yīng)用范圍日趨擴(kuò)大。美國(guó) Controlotron公司生產(chǎn)的 480型寬聲束超聲流量計(jì) ，不但可以從寬噪聲信號(hào)等干擾中分辨出真實(shí)的流量信號(hào) ，還能通過(guò)液晶屏顯示流量隨時(shí)間變化趨勢(shì)圖；美國(guó)Polysonics公司的便攜式 DDF3088型，固定式 DDF4088型全數(shù)字化多普勒超聲波流量計(jì)，適于高精度管外測(cè)量。日本甯士電機(jī)制造公司的便攜式超聲波流量計(jì) ，采用 FCL(頻差法 )原理 ，內(nèi)裝 CPU進(jìn)行溫度 自動(dòng)補(bǔ)償 ，精度 1．5％。國(guó)內(nèi)華中理工大學(xué)研制成功 (1993)超聲波多普勒智能流量計(jì) ；本溪無(wú)線電一廠生產(chǎn)的多普勒超聲波流量計(jì)是80年代定型的產(chǎn)品，用于洪水和油田等場(chǎng)合 ；開封儀表廠能源部南京 自動(dòng)化研究所 、長(zhǎng)沙 電子儀器二廠等生產(chǎn)廠家和研究單位均有相應(yīng)的產(chǎn)品。此外 ，目前用超聲波進(jìn)行壓力檢測(cè)的儀器已研究成功。

同濟(jì)大學(xué)聲學(xué)研究所是國(guó)內(nèi)主要聲學(xué)研究機(jī)構(gòu)之一 ，是中國(guó)聲學(xué)學(xué)會(huì)檢測(cè)聲 學(xué)分會(huì)和上海市聲學(xué)，學(xué)會(huì)掛靠單位 ，在國(guó)內(nèi)最早開展超聲工業(yè)測(cè)量 、超聲無(wú)損檢測(cè)等領(lǐng)域的研究。在超聲方面 ，聲 學(xué)研究主要圍繞具體工業(yè)檢測(cè)要求進(jìn)行。例如 ，1966年開展超聲液位測(cè)量、濃度測(cè)量 、承 接煉 油J一油庫(kù)液位 、新安江水庫(kù)液位以及援助阿爾巴尼亞的液位測(cè)量任務(wù) ，還承擔(dān)二機(jī)部原子能源原材料液位測(cè)量任務(wù)?；炷砍暀z測(cè)方面 ，1976年 ，在 cTs～ l0型超聲檢測(cè)儀的基礎(chǔ)上研制成功 晶體 管式混凝士超聲波檢測(cè)儀，并轉(zhuǎn)讓汕頭超聲儀器公司 ，定型為“cTs一25型非金屬超聲檢測(cè)儀”，成為全國(guó)主要檢測(cè)混凝土儀器。

四、超聲無(wú)損評(píng)價(jià)(NOE)

超聲元損評(píng)價(jià)主要包括 ：①微觀組織結(jié)構(gòu)及形態(tài)變化的描述 ；②彈性系數(shù) 和聲 彈性能的評(píng)估 ；③不連續(xù)性及缺陷的測(cè)定；④力學(xué)性能變化及惡化的評(píng)價(jià)。超聲無(wú)損評(píng)價(jià)是在超聲損傷與超聲無(wú)損檢測(cè)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。其研究手段更加先進(jìn)和多種多樣，研究成果與現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)結(jié)合得更為緊密，因而在社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益方面都具有很大的潛力。例如離心球墨鑄鐵管的檢測(cè)，是由具有 150多年的歷史的英國(guó) Clanny crors鑄管和鑄件公司，在 1986年已經(jīng)采用了超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù) ，實(shí)現(xiàn)了對(duì)離心球墨鑄鐵管的在線實(shí)時(shí)檢測(cè)與評(píng)價(jià)。這種方法效率高，速度快，并且有其它方法無(wú)可比擬的優(yōu)越性。

在第九屆 APCNDT(亞洲和太平洋地區(qū)無(wú)損檢測(cè))會(huì)上，德國(guó)富朗霍夫研究所推出的：用超聲波顯微鏡對(duì)金屬包覆層材料壓合面特征的研究，為改進(jìn)壓合工藝提供了可靠參數(shù)。汕頭超聲波研究所發(fā)表的DGS曲線帶寬的計(jì)算機(jī)模擬，為解決 DGS曲線近場(chǎng)理論曲線和實(shí)驗(yàn)曲線的長(zhǎng)期不吻合，并為探頭參數(shù)的改進(jìn)和制作提供了重要的解決手段。日本公司發(fā)表的：應(yīng)用聲壓回波透射比分析鋼板的結(jié)構(gòu)，是基本理論應(yīng)用于解決實(shí)際問(wèn)題的一個(gè)典型例子。臺(tái)灣新竹交大發(fā)表 了：用聲和超聲研究金屬板與橡膠板粘合面的結(jié)合質(zhì)量。韓國(guó)仁和大學(xué)機(jī)械工程系發(fā)表了：用超聲波評(píng)價(jià)CFRP9(碳纖維復(fù)合材科)… 鋁結(jié)合面的結(jié)合強(qiáng)度，日本 KANASI能源公司和TOHOKU大學(xué)發(fā)表了：用超聲波顯微技術(shù)對(duì)球形樣品疲勞破損的監(jiān)測(cè)，印度預(yù)防研究和發(fā)展實(shí)驗(yàn)室發(fā)表了：對(duì)鋁合金采用超聲波 、射線和層析照相的研究等，都從不 同角度對(duì) NDE技術(shù)在各工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用提供了理論依據(jù)。

五、超聲無(wú)損檢測(cè)展望

(1)超聲波探傷

近代探傷技術(shù)最重要的發(fā)展是定量化程度的提高，因此探頭的標(biāo)準(zhǔn)化，系列化是關(guān)鍵，故使超聲探傷換能器性能標(biāo)準(zhǔn)化，已擺到日程上，并引起質(zhì)量監(jiān)督部門的重視。超聲波探傷正沿著使攜小型化 、智能化、數(shù)字彩色等方向發(fā)展。1993年浙江大學(xué)現(xiàn)代制造：[程研究所在國(guó)內(nèi)首次開發(fā)成功了九自由度智能化超聲掃查系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有復(fù)雜表面掃查功能和A掃描、B掃描、C掃描顯示方式。并可通過(guò)與高檔微機(jī)的交互功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)掃查參數(shù)、掃查過(guò)程的預(yù)設(shè)置。實(shí)現(xiàn)了中斷續(xù)掃、實(shí)時(shí)分析、局部縮放等高級(jí)功能。98年，國(guó)內(nèi)外首創(chuàng)取得高分子構(gòu)件表面應(yīng)力檢測(cè)及可視化成果并開發(fā)出相應(yīng)的應(yīng)用系統(tǒng)。02年 ，國(guó)內(nèi)首創(chuàng)開發(fā)成功自由度大型復(fù)雜曲面工件超聲彩色成像系統(tǒng)。

(2)超聲波無(wú)損檢測(cè)

資料表明，超聲無(wú)損檢測(cè)在液壓系統(tǒng)中應(yīng)用甚少，故將非接觸超聲檢測(cè)應(yīng)用于液壓系統(tǒng)是人們期待開辟的新領(lǐng)域和探討的重要課題。液壓系統(tǒng)的建模、辨識(shí)和性能分析及故障檢測(cè)中，用超聲波流量計(jì)對(duì)高壓小管徑的壓力管路進(jìn)行動(dòng)態(tài)流量測(cè)量占有非常重要的地位。而目前的超聲波流攝計(jì)只能適用于較大(30ram以上 )管徑。這類流量計(jì)不適于液壓系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測(cè) ，所以提高小管徑超聲波流量汁的測(cè)量準(zhǔn)確度將是今后探索研究的方向。而壓力這一重要參數(shù)，目前檢測(cè)中應(yīng)用大多是接圈式有損檢測(cè)方法故從管外壁利用超聲波技術(shù)檢測(cè)壓力具有廣闊的開發(fā)和應(yīng)用前景，最有生命力。因此，西安第二炮兵工程學(xué)院研制的 GWCY型超聲波管外測(cè)壓儀和沈陽(yáng)建筑 工程學(xué)院研制的 FJCY超聲波非接觸測(cè)壓故障儀均有待與進(jìn)一步提高性能，開發(fā)應(yīng)用市場(chǎng)。

第8篇：超聲波流量計(jì)范文

1V錐流量計(jì)

V錐流量計(jì)是一種新穎的差壓式流量計(jì)，利用一個(gè)V形錐體在流場(chǎng)中產(chǎn)生的節(jié)流效應(yīng)來(lái)測(cè)量流量，如果流體通過(guò)一個(gè)節(jié)流元件時(shí)，流速會(huì)加快，從而會(huì)使動(dòng)能增加，而被加速處流體的靜壓力反而會(huì)被降低。壓降的大小與流體的流速具有一定的函數(shù)關(guān)系，在其它條件不變的情況下，壓降會(huì)隨流速的增加而增加，隨流速的減小而減小。V錐體流量計(jì)和其它節(jié)流式流量計(jì)不同，它改變了節(jié)流的布局，使它從中心孔節(jié)流變成環(huán)狀節(jié)流，V錐流量計(jì)是集差壓式流量計(jì)之精華的結(jié)晶，它的節(jié)流緣是鈍角，流動(dòng)時(shí)形成邊界層，使流體離開了節(jié)流緣。邊界層效應(yīng)使骯臟流體不能磨損節(jié)流緣，其β值（等效直徑比）長(zhǎng)期不變，是一種接近理想狀態(tài)的節(jié)流裝置，具有長(zhǎng)期的穩(wěn)定性［6］。適用于各種氣體和液體、煤氣、各種臟污氣體介質(zhì)、直管段不足的場(chǎng)所和對(duì)精度要求高的地方。由于經(jīng)濟(jì)成本和該儀表還沒(méi)有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，因此，還沒(méi)有得到大力的推廣和應(yīng)用。

2流量計(jì)的選型設(shè)計(jì)

在進(jìn)行流量計(jì)的選型設(shè)計(jì)之前，我們應(yīng)該首先明確被測(cè)對(duì)象，然后再綜合考慮儀表性能、安裝條件、環(huán)境條件和經(jīng)濟(jì)因素這幾方面因素［7］。

2．1明確被測(cè)對(duì)象被測(cè)對(duì)象就是工業(yè)廢水，工業(yè)廢水含有大量的雜質(zhì)，有一定的導(dǎo)電性和腐蝕性。那么哪一種更適合這類水質(zhì)的測(cè)量呢？電磁流量計(jì)適合測(cè)量導(dǎo)電液體（電導(dǎo)率≥5μS／cm）的流量，應(yīng)根據(jù)被測(cè)介質(zhì)物性、管道材質(zhì)，合理選擇電極形式、電極材質(zhì)、襯里材質(zhì)、接地方式、防護(hù)等級(jí)。超聲波流量計(jì)對(duì)被測(cè)介質(zhì)要求十分苛刻，像多普勒法超聲波流量計(jì)只能正常測(cè)量雜質(zhì)含量相對(duì)穩(wěn)定的流體，而時(shí)間差法流量計(jì)主要用來(lái)測(cè)量潔凈的流體。V錐流量計(jì)適用于臟污的流體測(cè)量，但前提條件是雷諾數(shù)應(yīng)滿足要求。當(dāng)雷諾數(shù)無(wú)限制地下降時(shí)，V錐流量計(jì)的流出系數(shù)隨著雷諾數(shù)的減小而減小，其不確定度將增加。在高壓的場(chǎng)合，V錐流量計(jì)使用有局限性，因?yàn)殄F體負(fù)壓管的結(jié)構(gòu)在承受高壓的情況下會(huì)發(fā)生脫落，導(dǎo)致事故的發(fā)生，選型應(yīng)注意。

2．2流量計(jì)性能方面在選用某種流量計(jì)時(shí)，首先應(yīng)綜合考慮該種流量計(jì)的精度、重復(fù)性、線性度、量程比、壓力損失、輸出信號(hào)特性、響應(yīng)時(shí)間、不可測(cè)性等因素。電磁流量計(jì)的傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量管內(nèi)沒(méi)有任何阻礙介質(zhì)流動(dòng)的節(jié)流部件，所以不會(huì)引起任何附加的壓力損失，是流量計(jì)中耗能最低的流量?jī)x表之一。電磁流量計(jì)的量程范圍極寬，并且在測(cè)量過(guò)程中不受被測(cè)介質(zhì)的溫度、粘度、一定范圍內(nèi)電導(dǎo)率的影響，反應(yīng)靈敏，可提供選擇的口徑范圍極寬，從幾mm到3m都可以滿足，選擇電磁口徑時(shí)應(yīng)保證最小流量工況下被測(cè)介質(zhì)流速不小于0．5m／s。超聲波流量計(jì)是一種非接觸式的測(cè)量?jī)x表，沒(méi)有機(jī)械傳動(dòng)部件，通道內(nèi)也沒(méi)有阻礙件，無(wú)壓力損失，能量損失小，測(cè)量精度不高。V錐流量計(jì)是一種具有獨(dú)特性能的新型流量計(jì)，具有高精度、高穩(wěn)定性，量程比較寬，而且重復(fù)性好（≤0．1％），準(zhǔn)確度高（≤0．5％）。因?yàn)樗强抗?jié)流效應(yīng)來(lái)測(cè)量壓差的，所以有一定壓損。

2．3安裝條件方面許多流量計(jì)在運(yùn)行過(guò)程中存在問(wèn)題，大部分是由于安裝出現(xiàn)了問(wèn)題。電磁流量計(jì)水平、垂直（下進(jìn)上出）、傾斜（底進(jìn)頂出）安裝都可以，但要求前、后需有直管段，一般的要求是前直管段大于等于5D，后直管段大于等于3D。電磁流量計(jì)安裝時(shí)應(yīng)保證滿管流，不能安裝在管道最高點(diǎn)。儀表井內(nèi)安裝的電磁流量計(jì)傳感器防護(hù)等級(jí)應(yīng)為IP68。超聲波流量計(jì)的安裝對(duì)前、后直管段的要求比較高，安裝位置至少要有15D的直管段長(zhǎng)度，不能受振動(dòng)的影響，否則測(cè)量不精確。V錐流量計(jì)的安裝使用非常方便，安裝方式靈活，可選管道法蘭式、直接焊接式、方管式，所需的直管段很短，前直管段小于或等于3D，后直管段小于或等于1D就可以滿足要求。當(dāng)測(cè)量臟污介質(zhì)時(shí)，應(yīng)合理選擇V錐流量計(jì)取壓方式，避免測(cè)量管線堵塞。

2．4環(huán)境方面環(huán)境方面主要是考慮周圍溫度、濕度、安全因素、信號(hào)調(diào)節(jié)及變送、壓力、大氣及電子干擾等對(duì)流量計(jì)性能穩(wěn)定方面的影響。安裝時(shí)都應(yīng)盡量避開大電機(jī)、大變壓器等，以防引入電磁干擾。電磁流量計(jì)的環(huán)境溫度一般在－30～80℃，對(duì)相對(duì)濕度的要求在5％～95％之間，大氣壓力為86～106kPa；超聲波流量計(jì)對(duì)環(huán)境溫度的要求為：轉(zhuǎn)換器是－10～45℃、傳感器是－30～60℃（常溫型）和－30～160℃（高溫型）；而V錐流量計(jì)環(huán)境溫度在－25~60℃范圍內(nèi)，一體型結(jié)構(gòu)溫度還受制于電子元器件，范圍要窄些，環(huán)境相對(duì)濕度在10％～90％范圍內(nèi)。

2．5經(jīng)濟(jì)成本方面流量計(jì)的選擇要在初期投資和長(zhǎng)期可靠運(yùn)行之間綜合考慮，例如購(gòu)買費(fèi)用、安裝費(fèi)用、操作費(fèi)用、維護(hù)費(fèi)用、校驗(yàn)費(fèi)用、流量計(jì)壽命、備件及消費(fèi)品、可靠性方面等各種因素都要在有效滿足工業(yè)生產(chǎn)可靠運(yùn)行的前提下，進(jìn)行最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)選型。電磁流量計(jì)目前常用的德國(guó)E＋H、科隆、日本橫河等公司產(chǎn)品均價(jià)格不菲，以DN200mm管徑為例，價(jià)格一般在2萬(wàn)元左右，但隨著被測(cè)管徑的增大和抗腐蝕性的要求，價(jià)格也會(huì)相應(yīng)增加。而像國(guó)內(nèi)比較知名的北京中瑞能、上海光華、四川川儀等生產(chǎn)的電磁流量計(jì)產(chǎn)品，精度上也有了很大的提高，并且價(jià)格方面也有很大的優(yōu)勢(shì)。超聲波流量計(jì)目前常用的進(jìn)口品牌有美國(guó)麗聲POLYSONLCSDCT7088系列、迪納聲DYNASONISERIES901系列、日本橫河、英國(guó)MICRONES，固定式價(jià)格一般在3～5萬(wàn)元之間。在國(guó)內(nèi)，像廣州怡文、開封儀表、上?？咸氐人a(chǎn)的產(chǎn)品在工程應(yīng)用上也很廣泛，與國(guó)外的產(chǎn)品在成本方面有很大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。V錐流量計(jì)中的V錐由于用料多、加工工藝復(fù)雜、標(biāo)定費(fèi)用高、基本上依賴國(guó)外技術(shù)，使得其售價(jià)較高，在國(guó)內(nèi)使用還不廣泛，因成本關(guān)系還不能取代其它流量計(jì)。

3結(jié)論

第9篇：超聲波流量計(jì)范文

關(guān)鍵詞：中央空調(diào)；水系統(tǒng)；系統(tǒng)診斷；超聲波流量計(jì)

0引言

水、乙二醇等液體作為冷水機(jī)組的換熱介質(zhì)，其流量的大小很大程度上反映系統(tǒng)運(yùn)行是否正常，不合適的流量會(huì)導(dǎo)致蒸發(fā)器結(jié)冰、冷凝壓力大和壓縮機(jī)“跳機(jī)”等故障，同時(shí)伴有供冷供熱不足和系統(tǒng)能耗大等現(xiàn)象產(chǎn)生，如采用冰蓄冷和水蓄冷等技術(shù)，還可能出現(xiàn)蓄冰能力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求等情況發(fā)生。整個(gè)水系統(tǒng)的水流量大小主要取決于循環(huán)水泵的選型，此方面研究已經(jīng)較多，故本文主要針對(duì)已經(jīng)選型完成的水泵，整個(gè)系統(tǒng)水流量偏小的診斷分析辦法。

1研究對(duì)象和背景介紹

本文以武漢某辦公樓為研究對(duì)象，該辦公樓于2014年初建成交付，分為裙樓和主樓兩個(gè)供冷區(qū)域，已經(jīng)歷過(guò)兩個(gè)供冷季，在夏季采用3臺(tái)冷水機(jī)組和冰蓄冷系統(tǒng)結(jié)合的供冷方式，同時(shí)，在制冷機(jī)房設(shè)置空調(diào)冷源操作監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)整個(gè)制冷系統(tǒng)進(jìn)行操作和監(jiān)測(cè)，其中包括冷卻塔、循環(huán)水泵和各電動(dòng)閥啟?？刂?，供回水溫度、辦公樓流量和辦公樓的空調(diào)能耗顯示。雖然在整個(gè)夏季未出現(xiàn)供冷不足的情況，但是在運(yùn)行過(guò)程中仍有如下問(wèn)題產(chǎn)生：1）在2014年供冷季時(shí)蓄冰試運(yùn)行，僅蓄到10%不到的冰，完全無(wú)法滿足供冷使用，也起不到利用夜間谷時(shí)電價(jià)的作用；在2015年第一輪系統(tǒng)調(diào)試后進(jìn)行夜間7小時(shí)蓄冰，也僅只蓄到不足50%的冰，且3臺(tái)冷水機(jī)組從蓄冰2小時(shí)后就開始迅速卸載，之后基本維持一臺(tái)冷水機(jī)組的荷載；2）裙樓在未開啟空調(diào)機(jī)工作的情況下，在空調(diào)冷源操作監(jiān)測(cè)系統(tǒng)上仍顯示有40~80m3/h的流量；3）在單獨(dú)供冷模式下，蓄冰槽進(jìn)出水溫差達(dá)到10℃以上；4）在天氣不太熱的情況下開啟2臺(tái)冷水機(jī)組，板換供水溫度僅能達(dá)到10℃。根據(jù)上述問(wèn)題，反映出該辦公樓制冷系統(tǒng)的制冷能力較弱或閥門有泄露情況。由于該辦公樓采用的是全新螺桿式冷水機(jī)組，且運(yùn)行時(shí)間較短，設(shè)計(jì)時(shí)又充分考慮負(fù)荷情況，雖不能完全排除其影響，但基本可確定主要是電動(dòng)閥產(chǎn)生泄露才引起的上述問(wèn)題。本文主要介紹通過(guò)對(duì)該辦公樓制冷系統(tǒng)的調(diào)試，總結(jié)出一些閥門泄露的診斷分析辦法。

2診斷分析過(guò)程

2.1便攜式超聲波流量計(jì)的工作原理

便攜式超聲波流量計(jì)主要利用超聲波可以液體為介質(zhì)傳播的原理，結(jié)合時(shí)間差進(jìn)行測(cè)量。一般一個(gè)便攜式超聲波流量計(jì)包含兩個(gè)可雙向?qū)Πl(fā)的超聲波振子和接收器，將兩個(gè)振子順著管壁進(jìn)行貼合，它們發(fā)射的超聲波信號(hào)將沿著順流和逆流的方向互相傳播，通過(guò)對(duì)兩束超聲波的傳播時(shí)間記錄，利用兩者時(shí)間差和超聲波的傳播速度則可算出液體介質(zhì)速度，再加上對(duì)管徑的測(cè)量，則得出瞬時(shí)流量。

2.2利用冷源控制系統(tǒng)的初步診斷

由于所研究辦公樓有著完備的空調(diào)冷源操作監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其監(jiān)測(cè)的水流量為整個(gè)系統(tǒng)問(wèn)題的初步診斷提供有力幫助。根據(jù)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析，最先發(fā)現(xiàn)當(dāng)開啟一臺(tái)額定流量為270m3/h冷凍水循環(huán)泵時(shí)，主樓流量多半在250m3/h左右，裙樓流量在30~50m3/h左右，隨著天氣溫度的升溫，當(dāng)開2臺(tái)冷凍水循環(huán)泵時(shí)，主樓流量處于390m3/h左右，而裙樓流量也達(dá)到將近90m3/h左右，由于裙樓僅為1~4層的供冷，其中2~4層處于裝修施工階段，并未開啟空調(diào)，故裙樓現(xiàn)階段主要負(fù)荷來(lái)自于一層門廳，經(jīng)計(jì)算，一層所使用的立式空氣處理機(jī)組額定流量約為15m3/h，遠(yuǎn)小于監(jiān)測(cè)到的90m3/h，因此懷疑是否2~4層也開啟空調(diào)。最后調(diào)查發(fā)現(xiàn)，2~4層并未開啟空調(diào)，當(dāng)關(guān)閉2~4層空氣處理機(jī)組手閥時(shí)，空調(diào)冷源操作監(jiān)測(cè)系統(tǒng)上裙樓流量降為19m3/h左右。因此，基本可判定2~4層空氣處理機(jī)組電動(dòng)閥工作異常。

2.3冰蓄冷系統(tǒng)電動(dòng)閥診斷

第1節(jié)中發(fā)現(xiàn)的“在單獨(dú)供冷模式下，蓄冰槽進(jìn)出水溫差達(dá)到10℃以上”問(wèn)題是本次調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的第二個(gè)問(wèn)題。由于冰蓄冷系統(tǒng)未納入空調(diào)冷源操作監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)范圍，所以對(duì)于之前出現(xiàn)的冰蓄冷失敗問(wèn)題我們主要通過(guò)手動(dòng)記錄冰蓄冷系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行分析。在單獨(dú)供冷模式下，由于載冷介質(zhì)乙二醇不經(jīng)過(guò)蓄冰槽，直接和板式換熱器進(jìn)行換熱，所以蓄冰槽進(jìn)出水流量應(yīng)為零，顯然，因?yàn)闆](méi)有和蓄冰槽內(nèi)介質(zhì)進(jìn)行換熱，故進(jìn)出水溫差也應(yīng)為零，但通過(guò)記錄蓄冰槽進(jìn)出水溫度發(fā)現(xiàn)，其溫差竟然達(dá)到10℃，同時(shí)，也發(fā)現(xiàn)水壓表也有一定讀數(shù)，所以基本可以判定在單獨(dú)供冷模式下，有一定量乙二醇泄露流進(jìn)蓄冰槽內(nèi)，也就是V2調(diào)節(jié)閥可能未關(guān)嚴(yán)，此閥門問(wèn)題在下文會(huì)繼續(xù)交代。

2.4水系統(tǒng)電動(dòng)閥診斷

對(duì)于上述問(wèn)題，多半把矛頭直指乙二醇環(huán)路中的電動(dòng)閥的泄露上，為解決此問(wèn)題，本次調(diào)試?yán)肑GTUC-2000S型便攜式超聲波流量計(jì)對(duì)V1~V7電動(dòng)閥所在管段逐一進(jìn)行流量測(cè)試，最終再根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)各電動(dòng)閥進(jìn)行診斷分析。

2.4.1測(cè)試流程

由于該辦公樓采用的是冷水機(jī)組和冰蓄冷系統(tǒng)結(jié)合的供冷方式，所以和傳統(tǒng)供冷方式不同的是該系統(tǒng)有5種運(yùn)行模式，分別是：主機(jī)單獨(dú)供冷、主機(jī)蓄冰、主機(jī)蓄冰同時(shí)供冷、融冰供冷和聯(lián)合供冷。為更好的反映所有電動(dòng)閥的啟停閉合情況，因此對(duì)所有5個(gè)運(yùn)行模式均進(jìn)行測(cè)試，同時(shí)，考慮到拆裝流量計(jì)和移動(dòng)設(shè)備的復(fù)雜性，故沒(méi)有分別按5個(gè)運(yùn)行模式逐一對(duì)V1~V7電動(dòng)閥相應(yīng)管段進(jìn)行測(cè)試，而是以V1~V7電動(dòng)閥相應(yīng)管段為測(cè)試主體，逐一改變5個(gè)不同運(yùn)行模式，這樣不但節(jié)省拆裝轉(zhuǎn)移設(shè)備的時(shí)間，也跳出常規(guī)思維，更容易找出問(wèn)題根源。具體測(cè)試流程如下：1）開啟1~2#蓄冰槽和1#制冷機(jī)的手閥，同時(shí)將乙二醇環(huán)路其他部分（包括乙二醇初級(jí)循環(huán)泵B-1、蓄冰時(shí)供冷泵B-2和板換）手閥開啟；2）對(duì)V1~V7閥門對(duì)應(yīng)管段保溫層進(jìn)行切割，做好測(cè)量準(zhǔn)備；3）對(duì)使用儀器進(jìn)行校核，在開啟水泵之前利用流量計(jì)進(jìn)行測(cè)試，如測(cè)量數(shù)據(jù)為0，暫可判定儀器正常；4）按照規(guī)定正常啟動(dòng)“主機(jī)單獨(dú)供冷”模式（冷水機(jī)組、冷卻泵、冷卻塔和冷凍泵可不開啟），開啟1#乙二醇初級(jí)泵B-1，待系統(tǒng)穩(wěn)定5分鐘后，測(cè)量V1閥門管段的流量情況并做好記錄，然后依次調(diào)節(jié)為“融冰供冷”、“聯(lián)合供冷”、“主機(jī)蓄冰”和“主機(jī)蓄冰同時(shí)供冷”（此模式需開啟1#蓄冰時(shí)供冷泵B-2，切換模式則關(guān)閉此泵，下同），并測(cè)量流量；5）參考上述方法，依次對(duì)V2~V7閥門對(duì)應(yīng)管段進(jìn)行測(cè)量記錄。6）5種運(yùn)行模式對(duì)應(yīng)的泵和電動(dòng)閥的動(dòng)作情況見表1。

2.4.2測(cè)試結(jié)果

按照上述測(cè)試流程，最終記錄測(cè)試結(jié)果見表2。根據(jù)2表測(cè)試結(jié)果，得出以下結(jié)論：1）所有運(yùn)行模式，總流量均在180~210m3/h，遠(yuǎn)低于水泵250m3/h的額定流量，這也導(dǎo)致制冷系統(tǒng)制冷效果差和無(wú)法蓄冰現(xiàn)象的產(chǎn)生。2）V1和V2調(diào)節(jié)閥有6%~8%的泄漏率，整體動(dòng)作正常，泄漏率高于設(shè)計(jì)規(guī)定的2%；3）V7關(guān)斷閥在每個(gè)運(yùn)行模式下均有8~10m3/h的泄露；4）在“主機(jī)蓄冰同時(shí)供冷”運(yùn)行模式下，V5和V6調(diào)節(jié)閥均測(cè)出70m3/h的流量，但實(shí)際情況為V5關(guān)閉，V6開啟（預(yù)測(cè)情況為V5開啟和V6關(guān)閉）。

2.5循環(huán)泵止回閥診斷

經(jīng)過(guò)上述診斷方法，在調(diào)試過(guò)程中基本發(fā)現(xiàn)大部分電動(dòng)閥動(dòng)作不到位或異常問(wèn)題，而總流量始終小于循環(huán)泵額定流量的問(wèn)題經(jīng)推斷應(yīng)為循環(huán)泵止回閥泄露導(dǎo)致，當(dāng)僅開啟部分循環(huán)泵時(shí)，可能在各循環(huán)泵間形成小的環(huán)流，從而影響整體流量，為驗(yàn)證該想法，因此制定一套測(cè)試方法。

2.5.1測(cè)試流程

該測(cè)試僅需開啟不同數(shù)量的乙二醇循環(huán)泵，查看不同測(cè)點(diǎn)間的流量即可做出準(zhǔn)確判定。

2.5.2測(cè)試結(jié)果

按照上述測(cè)試流程，最終記錄測(cè)試結(jié)果見表3。根據(jù)表3測(cè)試數(shù)據(jù)，可得出如下結(jié)論：1）根據(jù)3#測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)可知，在其未開啟時(shí)仍有一定流量，顯然說(shuō)明止回閥有一定泄露，導(dǎo)致其他泵出水流量有部分分流進(jìn)來(lái)。同樣，這種情況也會(huì)出現(xiàn)在其他3臺(tái)乙二醇循環(huán)泵上，這也是總流量比額定流量要小的原因之一；2）根據(jù)1#測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)可知，總流量并未隨著開啟的乙二醇循環(huán)泵的臺(tái)數(shù)增加而線性增加，除開實(shí)測(cè)管段較短，且有彎段，給超聲波流量計(jì)帶來(lái)的一定誤差，這數(shù)據(jù)也表示4臺(tái)乙二醇循環(huán)泵回流現(xiàn)象明顯。

3總結(jié)

在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，往往由于施工疏忽與不到位和部分部件的質(zhì)量問(wèn)題，閥門的閥位于反饋信號(hào)不一致、電動(dòng)閥桿不能達(dá)到很好的自鎖性能和電動(dòng)閥門控制觸點(diǎn)對(duì)應(yīng)不準(zhǔn)確的情況時(shí)有發(fā)生，從而導(dǎo)致關(guān)閉的閥門有滲漏現(xiàn)象，這在一定程度上影響了制冷系統(tǒng)的系統(tǒng)效率，所以對(duì)中央空調(diào)水系統(tǒng)進(jìn)行必要的診斷調(diào)試很有必要，不但能有效提高整個(gè)系統(tǒng)的綜合效率，降低空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行能耗，也能使整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)處于最優(yōu)運(yùn)行方式，給人帶來(lái)更好的舒適感。這次工作所取得的結(jié)論如下：1）電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、止回閥會(huì)產(chǎn)生泄漏，泄漏量可能超過(guò)10%；2）閥門的泄漏對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生明顯的影響，降低制冷（熱）能力，增加能耗；3）越是復(fù)雜的系統(tǒng)，如冰蓄冷系統(tǒng)，閥門泄漏對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的影響越大；4）在制冷系統(tǒng)運(yùn)行前進(jìn)行調(diào)試很有必要，很大程度上能減少對(duì)后期運(yùn)行效果的影響。

參考文獻(xiàn)

[1]姬鵬先，黃勇軍，張亞?wèn)|.手持式超聲波流量計(jì)在中央空調(diào)水系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].制冷與空調(diào)，2006(1):69–70