超聲波流量計的優(yōu)缺點以及注意事項

發(fā)表日期：2020-09-08 08:50

超聲波流量計的優(yōu)缺點及注意事項

外夾緊式或分段超聲流量計是以"速度差法"為原理測量圓管內(nèi)液體流量的，它采用先進的多脈沖技術(shù)、信號數(shù)字處理技術(shù)和誤差校正技術(shù)，使流量儀能更好地適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場的環(huán)境，測量更加方便、經(jīng)濟、準確，產(chǎn)品達到國內(nèi)外先進水平，可廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電力、給排水等領(lǐng)域。

超聲波流量計是通過檢測流體流動對超聲波光束(或超聲波脈沖)的影響來測量流量的儀器。

超聲波流量計

原則

根據(jù)信號檢測原理，超聲波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)、光束偏移法、多普勒法、互相關(guān)法、空間濾波法和噪聲法。

超聲波流量計和超聲波流量計一樣，是一種通暢的流量計，它是一種不設(shè)置任何障礙的儀表，它是一種適合解決流量測量困難問題的流量計，特別是在大口徑流量測量方面，它是發(fā)展迅速的一種流量計。

超聲波流量計采用時差測量原理：一探頭通過管壁、介質(zhì)和管壁的另一側(cè)傳輸信號后，由另一探頭接收，第二探頭也被第一探頭接收，由于介質(zhì)速度的影響，兩者之間存在時差Δt，通過計算可以得到流速V與時差Δt之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，從而得到流量Q。

利與弊

優(yōu)勢

超聲波流量計是一種非接觸式測量儀器，它不僅可以測量大管徑介質(zhì)流量，而且可以用來測量不容易接觸和觀察的介質(zhì)，其測量精度很高，幾乎不受被測介質(zhì)各種參數(shù)的干擾，特別是解決了其它儀器無法解決的易燃易爆介質(zhì)的強腐蝕、非導電性、放射性和流量測量等問題。

缺點

目前，被測流體的主要缺點是被測流體的溫度范圍受到超聲能量交換鋁和換能器與管道之間耦合材料的耐溫性限制，以及被測流體在高溫下的傳聲速度原始數(shù)據(jù)不完整。"我國目前只能用于測量200℃以下的流體。此外，超聲波流量計的測量電路較一般流量計復雜。這是因為一般工業(yè)計量中液體的速度往往為每秒數(shù)米，聲波在液體中的傳播速度約為1500m/s。如果測量速度的精度為1%，那么測量聲速的精度應(yīng)為10-5≤10-6，因此必須有完善的測量電路才能實現(xiàn)，這也是為什么超聲波流量計只有在集成電路技術(shù)飛速發(fā)展的前提下才能得到應(yīng)用的原因

超聲波流量計由超聲波換能器、電子電路、流量顯示和積累系統(tǒng)組成，超聲波發(fā)射換能器將電能轉(zhuǎn)換成超聲波能量并將其傳輸?shù)奖粶y流體中，接收到的超聲波信號由電子電路放大，轉(zhuǎn)換成表示顯示和積分計算流量的電信號供給顯示和積分計算儀器，從而實現(xiàn)交通的檢測和顯示。

壓電換能器是超聲波流量計中常用的一種換能器，它利用壓電材料的壓電效應(yīng)，采用合適的發(fā)射電路將電能加到換能器的壓電元件上，使其產(chǎn)生超聲振動的說服力。超聲波以一定的角度傳播到流體中，然后由接收換能器接收，再由壓電元件轉(zhuǎn)換成電能進行檢測。發(fā)射換能器利用壓電元件的逆壓電效應(yīng)，而接收換能器利用壓電元件的反壓電效應(yīng)。

超聲波流量計換能器的壓電元件常被制成圓形薄板，并沿厚度振動。板材的直徑是厚度的10倍以上，以保證振動的方向性。鋯鈦酸鉛主要用于壓電元件材料中。為了固定壓電元件，使超聲波以合適的角度注入流體，必須形成換能器作為一個整體(也稱為探頭)。聲楔材料不僅要求材料具有較高的強度和抗老化性能，而且要求聲楔后超聲波的能量損失較小，即透射系數(shù)接近1。聲楔的常用材料是有機玻璃，因為它是透明的，可以觀察到聲楔中壓電元件的組裝情況。此外，一些橡膠、塑料和木材也可用作楔形物。

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