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超聲波流量(liàng)計的原理及選型(xíng)
發布日期：2025-12-01 浏覽次(cì)數：2307
超聲波流量計(ji)的原理及選型插(chā)入式超聲流量計(ji)：可不停🛀🏻産安裝和(hé)維護。采用陶瓷傳(chuan)感器，使用我公司(si)鑽孔裝置進行不(bu)停産安裝。一般爲(wèi)單聲道測量，爲了(le)提高測量準确度(dù)，可選擇三聲道。管(guan)段式超聲😘流量計(jì)：需切開管路安裝(zhuang)，但以💜後的維護可(kě)不停産。可選擇單(dān)聲道或三聲道傳(chuan)感器。外夾式超聲(sheng)流量計：能夠完成(chéng)固定和移動測量(liàng)。采用耦合劑(室溫(wen)固♉化的矽橡膠或(huò)高溫長鏈聚合油(yóu)脂)安裝，安裝時不(bu)損壞管路。便攜式(shì)超💘聲流量計：便攜(xié)使用，内置可充電(diàn)锂電池，适合移動(dong)測量，配接磁性傳(chuan)感器。手持式超聲(sheng)流量計：體積小，重(zhong)量輕，内置可充電(diàn)锂電池，手持使用(yòng)，配接磁性傳感器(qi)🈲。防爆型超聲流量(liàng)計：用于爆炸㊙️性環(huan)境液體流量測量(liàng)，爲防爆兼本安型(xing)。即轉換器爲防🆚爆(bào)型，傳感器爲本質(zhi)安全型。流量測量(liàng)系統：由多台超聲(sheng)🌈流量計和系統主(zhǔ)站組成。适于多條(tiao)管路的集中測量(liang)。超聲熱量計🌈：用于(yú)供♊熱系統的熱🔴量(liàng)測量。電池供電型(xing)超聲🈲流量計：采用(yong)一節锂電池供電(diàn)的一體式超聲流(liu)量計。适于無市電(dian)供🈲應的測♋量場合(he)，一節電池可使用(yòng)十年，具有多種測(ce)量💋功能。系列明渠(qú)流量計，用于液體(ti)明渠流量測量，測(ce)量傳感器可采用(yòng)超聲速度傳感器(qì)、帕氏槽、P-B槽、三角堰(yan)、矩🌂形堰和全寬堰(yan)，并采用超聲液位(wèi)測量。該系㊙️統明渠(qu)流量計測量準确(que)、可靠。采用超聲速(su)度傳感器時，可測(ce)量💛大型渠道或涵(hán)洞的液體流量。堰(yàn)槽式明渠流量計(jì)：可🌈使🌈用帕氏槽、P-B槽(cao)、三角堰、矩形堰、全(quan)寬堰進行明渠流(liu)量測量，液位傳感(gan)器采用超聲傳感(gan)器。超聲式明渠流(liu)量計：采用🤩超☎️聲傳(chuan)感器測量流速及(jí)液位👄。測量準确度(du)高，适于大型💚渠道(dao)🥵和涵洞的流量測(ce)量。根據測量準确(que)度要求，超聲速度(du)測量可選擇單聲(shēng)道、雙聲道和三聲(sheng)道。超聲式明渠流(liú)量計：采用超聲🏃傳(chuan)感器測量流速及(jí)液🔞位。測量準确度(du)高，适于大型渠道(dao)和涵洞🔞的流量測(cè)量。根據測量準确(que)度要求，超🛀聲速度(dù)測量可選擇單聲(shēng)道、雙聲道和三聲(sheng)道。超聲♋波流量計(ji)一般不作結算計(ji)量🍓儀表使用，對于(yú)現場計量點損壞(huai)生産不能停機更(geng)換，又需要檢測參(cān)數🏃🏻♂️指導生産的情(qíng)況也往往用到超(chao)聲波流量計。超聲(shēng)波流量計zui大優勢(shi)是用于大口徑流(liu)量測量(管徑大于(yu)2米)，即使有些結算(suan)用計量點，經過使(shǐ)用雙方認可，選用(yong)精度高的超聲波(bō)流量計，可以節約(yuē)成本，并減少維護(hu)量。超聲波流量計(ji)的選型及應用摘(zhai)要超聲🏃🏻波流量計(ji)是🔆一種利用超聲(sheng)波脈沖🥰來測量流(liu)體♻️流量的速度式(shì)㊙️流量儀🌈表，它從80年(nián)代開始進入我國(guo)工🚶♀️業生産和計量(liàng)領域，并在90年代得(de)到迅速發展🈲。文章(zhāng)對我佃國内市場(chang)上出現了各類超(chāo)聲波流量進行了(le)深入研究分析，結(jié)合多年的實際應(ying)用經🔴驗，系統闡述(shù)了超聲波流量計(jì)的分類方法；從儀(yi)表性能、被🌂測介質(zhì)經濟性，實用性等(deng)方面總結了選用(yong)超聲波流量的原(yuan)則，并對應用中如(rú)何選位、安裝、維護(hu)提出具體建議，爲(wei)用戶合理選擇和(hé)應用超聲波流量(liàng)計提供了一📞些可(ke)以借鑒的經驗和(he)方法。關鍵詞超聲(shēng)流量計；換能器；時(shi)差式；安裝方式 近(jin)幾年來，随着電子(zi)技術、數字技術的(de)發展，利用超聲波(bō)✍️脈沖測量流體流(liu)量的技術發展很(hěn)快♋，基于不同原理(lǐ)，适用于不💞同場合(hé)的各種型式的超(chāo)聲🤞波流量計得到(dào)了廣泛應用，同時(shí)也很快，對廣大用(yong)戶提出如何認識(shi)超聲😍波流量計、怎(zěn)樣選擇合适的類(lèi)型，使用中應注意(yi)些什麽♋問題等一(yī)系🌈列問題，本文綜(zong)合國内超聲波流(liú)量計目前的發展(zhǎn)情況及多年應用(yòng)的實踐，對上述💃問(wèn)題進行了些㊙️探讨(tǎo)。1超聲波流量計的(de)分☂️類 超聲波流量(liang)計的各類很多🏃♂️，依(yī)照不同的分類方(fāng)🏃🏻法，可以分爲不同(tong)類型的超聲波流(liú)量計。 1.1多譜勒式超(chao)聲波流量計 換能(néng)⁉️器📞1發射頻率爲f1的(de)超聲波信号，經過(guo)管道内液體中的(de)懸浮顆❌粒或🔞氣泡(pào)後，頻率發生偏移(yi)，以☀️f2的頻率反射到(dao)換能器2，這就是多(duō)譜勒💃🏻将就，f2與f1之差(chà)‼️即爲多譜勒頻差(cha)fd。 當管道條件、換能(neng)器安裝位置、發射(shè)頻率、聲速确定以(yǐ)後，c、f1、θ即爲常數，流體(tǐ)流速和多譜勒頻(pín)移成正比，通過測(cè)量頻移就可得到(dào)流體流速㊙️，進而⛹🏻♀️求(qiu)得流體流量。 1.2時差(cha)🤩式超聲波流量計(ji)💔 時差式超聲波流(liú)量👨❤️👨計是利用聲波(bō)在流體中📐順流傳(chuan)播和🙇🏻逆流傳播的(de)時間差與流體流(liu)速成正比這一原(yuán)理來測量流體流(liú)量的㊙️。 2區别 根據超(chāo)聲波流量計使用(yong)場合不同，可以🏃♀️分(fèn)爲固定式超聲波(bō)流量計和便攜💋式(shì)超聲波流量計2.1這(zhe)兩類超聲🏃♂️波流量(liàng)計的主要區别(1)适(shì)用的場合不同 固(gù)定式超🏃🏻聲波流量(liàng)計用于安裝在某(mou)一固定位置，對某(mou)一特定管道内⁉️流(liu)體的流量進行長(zhǎng)期不間斷的計量(liàng)；便攜式超聲波流(liu)量計具有很大的(de)機動性，主要用于(yu)對不同管道的流(liu)體流量作臨時性(xing)測量。(2)供電方式不(bú)同 固定式超聲波(bo)流量計要求長期(qī)連續運行，所以要(yao)使用220V交流電源，便(bian)攜式超✌️聲波流量(liàng)計既可以使用現(xiàn)場的交流電🤟源，也(yě)備有内置充電電(dian)池，可以連續工作(zuò)5～10h［小✊時］，大大👈方便了(le)不同場合臨時性(xìng)流量測量的需要(yào)。(3)部🔞分功能不同 因(yin)定式超聲波流㊙️量(liang)計，通常都有⭕4-20mA信号(hao)輸🧑🏾🤝🧑🏼出等功能，供遠(yuan)傳顯示使用，但其(qí)🛀内部隻能存貯一(yi)條管道的參數；便(biàn)攜式超聲波流量(liàng)計隻是爲了現場(chang)查看當時流量和(he)短時間内的累計(ji)流量，故一般無輸(shu)出信号功能，但爲(wei)了方便測量不同(tóng)管道流量，它具有(you)豐富的貯存功能(neng)，可以同時存貯數(shù)十條不同🙇🏻管道的(de)參數，供随時調出(chū)使用。2.2換能器供電(dian)方式不同 可以分(fen)爲外貼式、插入式(shi)、管段式三種超聲(shēng)波流😍量計。(1)外貼式(shi) 外貼式超聲波流(liú)量計是生産zui早，用(yong)戶zui熟悉且應用zui廣(guǎng)泛的超聲波流量(liang)計，安裝換能器無(wú)需管道斷流，即貼(tie)即🈲用，它充分體現(xian)了超聲波流量計(jì)安裝📧簡單、使用方(fang)便🈲的特點。(2)管段式(shi) 某些管道因材質(zhì)疏、導聲不良，或者(zhě)鏽蝕嚴重，襯裏和(he)管道内空㊙️間有間(jian)隙等原因，導緻超(chao)聲波信号衰減嚴(yán)重，用外貼式超聲(sheng)波流量計無法正(zheng)常測量，所以🐕産生(sheng)了管段式超聲波(bo)流量計。管段式超(chāo)聲🈲波流量計把換(huàn)能器和測量管組(zǔ)成一體，解決了外(wài)貼式👣流量計在測(cè)量中的一個難題(tí)。而且測量精度也(yě)比其它超聲波流(liú)量📱計要高，但同時(shi)也犧牲了外貼式(shi)超聲波流量❄️計不(bu)斷流安裝這一優(yōu)點，要求切開管道(dao)安裝換能器。(3)插入(ru)式 插入式超聲波(bo)流量計介于上述(shù)二者中間。在安裝(zhuang)上可以不斷流，利(lì)用專門工具在有(yǒu)水㊙️的管道上打孔(kong)，把換能器插入管(guan)道内，完成安裝。由(yóu)于㊙️換能器在管道(dào)内，其信号的發射(shè)、接受隻🈲經過被測(ce)介質，而不經過管(guǎn)壁和襯裏，所以其(qí)🌈測量不受管質和(he)管襯材料限制。3超(chao)聲波☁️流量計的選(xuǎn)型 超聲波流量計(jì)除上述各種類型(xíng)外，近年來又出現(xian)了采🍉用數字化電(diàn)路的數字式超聲(shēng)波流量計，把換能(néng)器和轉🤟換器做在(zai)一起的一體式超(chao)聲波流量計，等等(deng)。面對衆多類型的(de)超聲波流量計，用(yòng)戶要根據實際情(qing)況和測量需要合(hé)理選型。3.1多譜勒式(shi)超聲波流量計 隻(zhi)能用于測量含有(yǒu)适量能反射超聲(sheng)波信号的顆粒或(huo)氣泡的流體，如工(gōng)廠排放液、未處理(li)的污水、雜志🍓含量(liàng)穩定的工廠過程(chéng)液等。要注意它對(duì)被測介質要求比(bǐ)較苛刻，即不能是(shì)潔淨㊙️水，同時雜技(ji)含量要相對穩定(dìng)，才可以正常測量(liàng)，而🏒且不同廠家的(de)儀表性能及對被(bei)測廠家的要求也(ye)不一樣。選擇此類(lei)超聲波流量計即(ji)要對被測介質心(xin)中🌈有數，也要🤞對所(suo)選用的超聲波流(liu)量計的性能、精度(du)和對被測介質的(de)要求有深🈚入的了(le)解。3.2便攜式超聲波(bō)流量計 适用于臨(lin)時性測量，主要用(yòng)于♍校對管道上已(yi)安裝其它流量儀(yí)表的運行狀态，進(jìn)行一個區域内的(de)流體平衡測試，檢(jian)✊查管🔴道的當時流(liú)量情況等。如果不(bú)作固定安裝，而用(yong)于這些🈲用途時，選(xuan)用便攜式超聲波(bō)流量計既方便又(you)經濟。3.3時差式超聲(shēng)波流量計 目前生(shēng)産zui多、應用範圍zui廣(guǎng)泛的是時差式超(chāo)聲波流量計。它主(zhu)要用來測量潔淨(jìng)的流體流量，在自(zì)來水公司和工業(yè)用♉水領域，得到廣(guang)泛應用。此外它也(yě)可以測量雜技含(hán)量不高(雜質含量(liang)小于10g/L，粒徑小于1mm)的(de)均勻流🌐體，如🈚污水(shuǐ)等👌介質的流量，而(ér)且精度可達±1.5%。實際(ji)應用🔞表明，選用時(shí)差式超聲波流量(liàng)計，對相應流體的(de)測👄量都可以達到(dào)滿🤩意的效果。3.4管道(dao)式超聲波流量計(jì) 精度zui高，可達到±0.5%，而(ér)且🙇♀️不受管道材質(zhì)、襯裏的限制，适用(yong)于流量測量精度(du)要求高的場合。但(dàn)随着管徑的增大(dà)，成本也會随增加(jia)，通常情況下，選用(yòng)中小口徑的管段(duan)式超聲波流量計(jì)，較爲經濟。3.5固定式(shì)超聲波🔴流量計 如(ru)果有足夠的安裝(zhuang)空間，使用插入式(shì)換能🈲器代替外貼(tie)式換能器，*消除了(le)管襯㊙️、結垢及管壁(bi)對超聲波信号衰(shuāi)減的影響，測量穩(wěn)定🛀性更高，也大大(da)減小了維護工作(zuò)量。而且，由于插入(ru)式換能器也可以(yi)不斷流安裝，所以(yi)其應用正在不斷(duan)推廣。有的廠家推(tui)出了内部爲數字(zì)化電路的超聲波(bō)流量計，其特點是(shi)采用數字電路處(chù)理信号，糾錯能力(li)增強，取樣及時，精(jing)度提高(模拟電路(lu)的精度爲±1.5%，數字電(diàn)路可以☔達到±1.0%)，而且(qiě)集成度💋提高，儀表(biao)體積大大減小，有(you)多種信号輸出模(mo)式供選擇👨❤️👨，在實際(jì)應用也取得了很(hen)好的效果。用戶在(zai)🛀🏻使用中可以和模(mo)拟電路的超聲波(bo)流量計進行比較(jiào)。超聲波流量計的(de)功能選擇，用戶可(ke)以根據實際情況(kuàng)來确定。如果測量(liang)雙向流體，一定要(yao)選🚩擇❌帶有正負計(jì)量功能的超聲波(bo)流量計🤞；如果用戶(hu)需要定期了解流(liú)體在一定時段有(yǒu)流量情況，可以選(xuan)擇帶打印機的超(chao)聲波流量計。總之(zhi)，所選擇的超聲波(bo)流量計的功能既(jì)要滿足🈲用戶需要(yào)⛷️，也不必貪多求全(quan)，造成許多功能閉(bì)置不用，而增加✂️購(gòu)買成本✌️。4超👨❤️👨聲波流(liú)量計的應用 超聲(shēng)波流量計在🏃應用(yong)中，需要注📞意以下(xia)幾個方面的問題(ti)：4.1正确選擇這是超(chao)聲波流量計能夠(gou)正常工作的基礎(chǔ)。如果選型不當，或(huò)會造成流量無⁉️法(fa)測量，或者用戶㊙️使(shi)用不做便等後果(guǒ)。具體選型原則，前(qián)🌐面已做了詳細的(de)介🔅紹。4.2合理安裝換(huàn)能器安裝不合理(lǐ)是🚶♀️超聲波流量計(ji)不能正常工作的(de)主要原因。安裝換(huan)能器🔅需要考慮🛀位(wei)置的确定和方式(shì)的選擇兩個問題(ti)。确⭕定位🏃♀️置時除保(bao)證足夠的上、下遊(yóu)直管段外，尤其要(yào)注意換能器盡量(liang)避開有變頻調速(sù)嚣、電❌焊機等污染(rǎn)電源的❓場合。在安(an)裝方式上，主要有(yǒu)對貼安裝方式和(he)V方式、Z方式三種。多(duō)譜勒式超聲波流(liú)量計采用對貼式(shì)安🥰裝方式，時差式(shi)超聲波流量計采(cai)用V方式和Z方式，通(tōng)常情況下，管徑小(xiǎo)于300mm時，采用V方式安(an)裝，管徑大于200mm時，采(cai)用Z方式💁安裝。對于(yu)📱即可以用V方式安(an)裝又可以方式安(an)裝的換能器，盡量(liang)選用Z方式。實踐表(biao)明，Z方式安裝的換(huan)能器超聲波信号(hao)強度高，測量的🐇穩(wen)定性也好。4.3及時核(hé)校 對于現場安裝(zhuāng)固定式超聲波流(liu)量計數量大、範圍(wéi)廣的用戶，可以配(pei)備一台同類型🐉的(de)便攜式超聲波流(liú)量計，用于核校現(xian)場儀表的情況👨❤️👨。一(yī)是堅持一裝一校(xiao)，即對每一台新裝(zhuāng)超聲波流量計在(zai)安裝調試時進行(hang)核校，确保選位好(hǎo)、安裝好、測量準；二(èr)是對在線運行的(de)超聲波流量計發(fā)生流量突變時，要(yao)利用便攜式超聲(shēng)波❗流量計進行及(jí)時核校，查清流量(liàng)突變的原因，弄清(qīng)楚是儀表發生故(gù)障還是流量确實(shi)發生了變化📧。4.4定期(qī)維💃護與其他流量(liàng)儀表相比，超聲波(bo)流量計的維護量(liang)是⭐比較小的。對于(yú)外貼換能器超聲(sheng)波流量計，安裝以(yi)後🔅無水壓損失，無(wú)潛在漏水，隻需定(dìng)期檢查換能器是(shì)否松動，與管✌️道之(zhi)間的粘合劑是否(fǒu)良好即可；插入式(shì)超聲波流量計，要(yào)定期清⛷️理探頭上(shàng)沉積的雜質、水垢(gou)等✌️有無漏水現象(xiàng)；如果是一體式超(chao)聲波流量計，要檢(jiǎn)查流量計與管道(dào)之間的法蘭鏈接(jiē)是否良好，并考慮(lü)現場溫度和濕度(dù)對其電子部件♈的(de)影響，等待。定期維(wei)護可以确保超聲(sheng)波流量計的長期(qi)穩定運行。超聲波(bō)流量計使用中注(zhu)意事項1、瞬時流量(liang)計波動大？ A、信号強(qiang)度波動大；B、本身測(ce)量㊙️流體波動大； 解(jie)決方法：調整好探(tàn)頭位置，提高信号(hao)強度(保持在⭕3%以上(shàng))保證信号強度穩(wěn)定，如本身流體波(bō)動大，則位置不好(hǎo)，重新選點，确保*D後(hou)5D的工況要求。2、外夾(jiá)式流量計信号低(di)？管徑過大，管道結(jié)垢💞嚴重，或選擇安(an)裝方式不對。 解決(jué)☂️方法：對于管徑過(guo)大、結垢🍓嚴重，建議(yì)采用插入式探💞頭(tou)，或選擇“Z"型安裝方(fāng)式🌈。3插入式探頭使(shi)用一段時🙇🏻間後信(xin)号降低？可能探頭(tou)發生偏移或探頭(tou)表面水垢👌厚。 解決(jue)方法：重新調整探(tan)頭🈚位置，清冼探頭(tóu)發射面。4、開機無顯(xian)示⚽檢查電源屬性(xing)是否與儀表的額(e)定值相對應，保險(xian)絲是否燒斷，如以(yǐ)上🙇♀️問題不薦在，對(dui)建議把儀器發回(huí)我司由專業技術(shu)人員檢查。5、開機後(hòu)儀表僅有背光，無(wú)任何字符顯示此(cǐ)情🌈況一般爲程序(xu)芯片失，建議把儀(yi)器發回我司進行(hang)處理。6、儀表在現場(chǎng)強幹擾下無法使(shi)用？ 供電電源波動(dong)範圍較大，周圍有(yǒu)變頻器或強磁場(chang)幹擾，接地線不正(zheng)确。 解決🏃🏻方法：給儀(yi)表提供穩定的供(gòng)電電源，儀表安裝(zhuang)遠離變頻器和強(qiáng)磁場幹擾，有良好(hao)的接地線。
