法兰液体流量计管道式超声波流量计液体沟槽流量计DN50—DN100

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介绍
定义
超声波流量计是通过检测流体流动对超声束(或超声脉冲)的作用以测量流量的仪表。
原理
根据对信号检测的原理超声流量计可分为传播速度差法(直接时差法、时差法、相位差法和频差法)、波束偏移法、多普勒法、互相关法、空间滤法及噪声法等。
超声流量计和电磁流量计一样，因仪表流通通道未设置任何阻碍件，均属无阻碍流量计，是适于解决流量测量困难问题的一类流量计，特别在大口径流量测量方面有较的优点，它是发展迅速的一类流量计之一。

优缺点
优点
超声波流量计是一种非接触式仪表，它既可以测量大管径的介质流量也可以用于不易接触和观察的介质的测量。它的测量准确度很高，几乎不受被测介质的各种参数的干扰，尤其可以解决其它仪表不能的强腐蚀性、非导电性、放射性及易燃易爆介质的流量测量问题。
缺点
现今所存在的缺点主要是可测流体的温度范围受超声波换能铝及换能器与管道之间的耦合材料耐温程度的限制，以及高温下被测流体传声速度的原始数据不全。目前我国只能用于测量200℃以下的流体。另外，超声波流量计的测量线路比一般流量计复杂。这是因为，一般工业计量中液体的流速常常是每秒几米，而声波在液体中的传播速度约为1500m/s左右，被测流体流速(流量)变化带给声速的变化量大也是10-3数量级.若要求测量流速的准确度为1%，则对声速的测量准确度需为10-5~10-6数量级，因此有完善的测量线路才能实现，这也正是超声波流量计只有在集成电路技术迅速发展的前题下才能得到实际应用的原因。
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。
超声波流量计换能器的压电元件常做成圆形薄片，沿厚度振动。薄片直径超过厚度的10倍，以振动的方向性。压电元件材料多采用锆钛酸铅。为固定压电元件，使超声波以合适的角度射入到流体中，需把元件放入声楔中，构成换能器整体(又称探头)。声楔的材料不仅要求强度高、耐老化，而且要求超声波经声楔后能量损失小即透射系数接近1。常用的声楔材料是有机玻璃，因为它透明，可以观察到声楔中压电元件的组装情况。另外，某些橡胶、塑料及胶木也可作声楔材料。



注意事项
超声波流量计正确选型才能超声波流量计更好的使用。选用什么种类的超声波流量计应根据被测流体介质的物理性质和化学性质来决定，使超声波流量计的通径、流量范围、衬里材料、电极材料和输出电流等都能适应被测流体的性质和流量测量的要求。
1、精密功能检查
精度等级和功能根据测量要求和使用场合选择仪表精 度等级，做到经济合算。比如用于贸易结算、产品交接和能源计量的场合，应该选择精度等级高些，如1.0级、0.5级，或者更高等级; 用于过程控制的场合，根据控制要求选择不 同精度等级;有些仅仅是检测一下过程流量，无需做控制和计量的场合，可以选择精度等级稍低的，如1.5级、2.5级，甚至 4.0级，这时可以选用价格低廉的插入式超声波流量计。
2、可测量的介质
测量介质流速、仪表量程与口径 测量一般的介质时，超声波流量计的满度 流量可以在测量介质流速0.5-12m/s范围内 选用，范围比较宽。选择仪表规格(口径)不一 定与工艺管道相同，应视测量流量范围是否，在流速范围内确定，即当管道流速偏低，不能满足流量仪表要求时或者在此流速下测量准 确度不能时，需要缩小仪表口径，从而提 高管内流速，得到满意测量结果。

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。
折叠探头位置
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。
折叠管道处理
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。
折叠接线
探头与仪表接线
探头(传感器)
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)
折叠微调探头
接完线后把探头内部用硅胶注满，放置半小时，然后用硅胶和卡具把探头固定到打磨好的管道上(注意探头方向，引线端向外)，然后观察仪表的信号强度、良度与传输时间比，如发现不好，则细微调整探头位置，直到仪表的信号达到规定的范围之内:
(信号强度:一般应大于6.5，少数可根据现场具体情况另定。)
(信号良度:低峰值一般为7~14，高峰值一般为25~80。)
(传输时间比:在100±4范围之内，此值稳定。)
关于使用超声波流量计的几点体会
流量计有对角和反射两种模式，当反射模式测不出时用对角模式可能能测出，以至于后来我们一直用反射模式。
流量计对管道要求比较高，保温层一定要刮掉一部分，否则无法测量。我们测空调水系统时用刀把保温层割下一块以防止传感器，测完后再把割下的保温层粘上。管道表面尽量光亮，太粗燥的话还得用砂纸打磨。
当管道内流体为非满管流时很难测出，所以测量位置应尽量选直管段，远离弯头、阀门等地方。
流量计读数的真实性是依赖于信号强度的，信号太低时结果基本不可信，一般要60%以上甚至更到。
由于读数可能会变化很大，我们采取的做法是让流量计连续读数，比如连续记录一分钟的读数，然后取平均值。
测量热水管路比冷水管路难。因为热水管壁面温度高，耦合剂在高温时容易化。除了产品自带耦合剂外，我们都尝试过牙膏。
总结超声波流量计在测量准确度和精度还有待提高
便携式超声波流量计的技术参数如下:测量原理:时差相关原理流速: 0.01~25 m/s分辨率: 0.025 cm/s重复性: 0.15%读数，视应用而定精度:(流场充分发展且 径向对称)体积流量: ± 1%读数，视应用而定 ± 0.5%读数，经过标定流速: ± 0.5%读数，视应用而定可测介质: 所有导声流体, 且气泡或固体颗粒的体积含量<10%
便携式超声波流量计主机外壳重量: ~ 3.9kg防护等级: IP54 (根据EN60529)材质:铝合金，粉末涂层尺寸: (270 x 100 x 180)mm (WxHx D)(不含把手)通道: 2危险区: Zone 2电源: 充电电池(6V/4Ah); 外接电源(100 ~ 240)VAC电池工作时间: >10h显示: 2 x 16 字符, 点阵, 带背光工作温度: -10 ~ 60℃功耗: < 15号平均: (0 ~ 100)s, 可调测量速率: (100 ~ 1000)Hz (1通道)响应时间: 1s (1通道), 70ms可选.
折叠固定探头
仪表信号调整好以后，用所配卡具将探头固定好，注意不要使钢丝绳倾斜，以免拉动探头，使探头移位，再用硅胶将探头与管道接触的四周封住。此胶凝固大约需一天时间，在未干之前注意探头防水。(信号线的外屏蔽线可靠接地)。
超声波流量计主要技术指标:
安装超声波流量计可按照以下步骤操作:
一:观察安装现场管道是否满足直管段D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，好也采用插入式安装。
五: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: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--验收签字