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超聲波流量計工作原理、安裝方式及常見問題

發表時間:2019-08-26   點擊次數:  技術支持:150-5269-2011
利用超聲波測量液體和氣體的流速和流量很早就有人研究,但是由於技術水平所限,一直沒有大的進展,自從進入二十世紀七十年代以來,隨著集成電路技術的迅速發展,以及數字化智能集成係統在生產中廣泛使用,使得超聲波流量汁獲得了實際上的應用,超聲波流量計帶帶來了更準確更便捷的測量手段。
 
1、超聲波流量計的測量原理
    超聲波流量汁是一種非接觸式流量汁,工作原理是:超聲波在流體中傳播時其傳播速度要受到流體流速的影響,通過測量超聲波在流體中傳播速度可以檢測出流體的流速而換算出流量米以使用廣泛的時差法超聲波流量汁為例,當超聲波在流體中傳播時順流方向超聲
波的傳播速度會增大、逆流方向則減小,即同一傳播距離就有不同的傳播時間,冉利用傳播速度之差與被測流體流速之關係求取流速而換算出流量即當超聲波束在管道內水介質流動方向上的‘上遊傳感器’與“下流傳感器”之間傳播時,水的流動會使超聲波束的傳播時間相對於靜態傳播產生一個微小變化,並且這個傳播時間的變化與水的流速成正比,這就是差式超聲波流量汁的測量原理其關係的理論表達式如下式:V=MD/sin2θx DT/TupTdown
    式中,M一為超聲波束在水中的白線傳播次數
    θ一為超聲波束與水流動方向的夾角
    Tup一為超聲波束在正方向上的傳播時間(由上遊傳感器到下遊傳感器間的傳播時間)
    Tdown一為超聲波束在逆方向上的傳播時間(由下遊傳感器到上遊傳感器間的傳播時間)
    △T= Tup-Tdown
2、超聲波流量計的特點
    超聲波流量汁基於微處理技術,大多采用集成電路及低電壓寬脈衝發射技術而設汁的在測量技術上,為取得史高的分辨率和史大的測量範圍,多使用O.ln、超高分辨率時間測量線路它專門用於液體介質測量特別是水的測量其顯著特點是:精度等級為士1.0%,可在不停
產狀態下帶壓安裝,主機既可安裝於值控室還可輸出電流、脈衝等標準信號並可利用RS232或RS485接口通訊進行汁量數據遠程傳送另外該流量汁具有高可靠性、低功耗、抗十擾、安裝維護方便等優點
 
3超聲波流量計的構造與安裝
3.1超聲波流量汁的構造超聲波流量汁一般可分現場傳感器(即探頭),傳輸電纜,顯不主機份大部分其傳感器有外夾式、插人式、法藍式(即管段式),顯不主機分固定式、便攜式
3.2超聲波流量汁測量點的確定超聲波流量汁需先選取一個適宜的測量點,然後把測量點的水管參數輸人流量汁中,後將傳感器(即探頭)安裝在水管上。
3.2.1測量點的一般要求超聲波流量汁的測量點要求需在一定長度的白管段上,即選擇水流分布均勻的管段,以減少測量誤差
3.2.2測量點的選取原則
1)測量點宜選擇距上遊(水流米方向)10倍管徑長度、距下遊(水流去方向))5倍管徑長度的均勻白管段(即上、下遊閥門在該長度以外,或水管的拐點在該長度之外)
2)該白管段的材質要均勻無疤、裂痕以利於超聲波傳輸
    3)該白管段的內螃應無水垢(若略有水垢有條件時可用蒸汽或高壓水吹掃)
    4)該白管段要充滿水(無論垂白或水平管段)
3.3超聲波流量汁傳感器的安裝超聲波流量汁傳感器的安裝質量直接關乎水流量測量的準確性、可信度和運行可靠性
3.3.1超聲波流量汁傳感器(探頭)的分類常用的超聲波流量汁傳感器按安裝方式有如下份種    外夾式傳感器一安裝時需將管外螃的擬安裝位置打磨光滑後用禍合劑將傳感器(探頭)貼於管外螃冉用專用夾緊裝置固定該方式能方便地在管外進行水流量測量,也適合便攜式缺點是易因禍合劑的處置不當引起信號接收狀態惡變而影響測量的穩定性, 插人式傳感器一安裝時用鑽孔工具在不停產狀態下將傳感器(探頭)插人管路中優點是能在水管內螃結垢或水中帶氣情況下實現穩定可靠的測量
    管段式傳感器一安裝時需要切開選定的白管段,采用法藍聯接產品已經過專門出廠標定,好處是傳感器可以不停產進行維修,特點是測量準確度高
3.3.2超聲波流量汁傳感器(探頭)的安裝超聲波流量汁傳感器(探頭)的安裝位置一般選擇兩個傳感器(探頭)管軸在輸水管道的管軸水平方向上或與管軸水平麵成45度夾角超聲波流量汁傳感器(探頭)的安裝方式有Z,V,N,W方式其中N,W方式適用於管徑為SOmm以下的輸水管道,因使用難度和性價比較高而很少應用常用方式有兩種:
 
    a、“V”方式安裝
      “V”式安裝是標準的安裝方法,可測管徑範圍為25mm-400mm
安裝傳感器(探頭)時須注意上下遊兩傳感器(探頭)水平對齊,使其中
心連線與輸水管道軸線水平一致(不意圖見說明書)
 
    b、“Z”方式安裝
      Z”式安裝一般適用於輸水管道粗或水介質不很潔淨或管道內壁有水垢而使“V”式安裝信號失真狀況一般說米,300mm以上管徑的輸水管道選用‘Z”式安裝較適宜,“Z”式安裝的可測管徑範圍通常在100mm-600mm安裝傳感器(探頭)時須注意上下遊兩傳感器(探頭)與輸水管道軸線在同一平麵內,且上遊傳感器(探頭)在低位、上遊傳感器(探頭)在高位(示意圖見說明書)
3.33超聲波流量汁傳感器探頭的安裝檢查
    1)主要檢查傳感器(即探頭)的安裝位置是否適宜
    2)與水管外螃的結合是否光滑緊密
    3)通過主機檢查信號強度和信號質量,觀察傳感器是否能夠接收到使主機正常}_作的超聲波信號
3.4超聲波流量汁的調試
3.4.1按流量汁要求輸人管道參數,}Y記錄
3.4.2對上下遊傳感器(即探頭)的安裝位置、間距、管道接合度進行
調整_將卜下遊兩個方向卜接收的信號強度調整至強
 
4、超聲波流量計常見故障分析
4.1故障現象:瞬時流量汁波動大
4.1.1故障原因:信號強度波動大;木身測量流體波動大
4.1.2處理對策:調整好探頭位置,提高信號強度,保證信號強度穩
定,如木身流體波動大,則位置不好,乖新選點,確保前lOD後SD的工況要求
4.2故障現象:外夾式流量汁信號低
4.2.1故障原因:管徑過大或管道結垢嚴乖或安裝方式不對
4.2.2處理對策:對管徑過大、結垢嚴乖者采用插人式探頭;乖新選擇安裝方式
4.3故障現象:插人式探頭使用一段時間後信號降低
4.3.1故障原因:可能探頭發生偏移或探頭表麵水垢厚
4.3.2處理對策:乖新調整探頭位置,清冼探頭發射麵
4.4故障現象:開機無顯不
4.4.1故障原因:電源屬性與儀表額定值不對應或保
4.4.2處理對策:檢查電源屬性是否與儀表的額定值相對應,保險絲是否燒斷如以上問題無則通知廠家專業人員處理
4.5故障現象:開機後儀表僅有背光而無任何字符顯不
4.5.1故障原因:一般為程序丟失
4.5.2處理對策:通知廠家專業人員處理
4.6故障現象:儀表在現場強十擾下無法使用
4.6.1故障原因:供電電源波動範圍較大或周圍有變頻器或強磁場幹擾或接地線不正確
4.6.2處理對策:給儀表提供穩定的供電電源;或將儀表安裝遠離變頻器和強磁場十擾;或規範設置接地線超聲波線用屏蔽線,電源線分開取,然後在電源輸人加磁環隔離變壓器
 
本文結語
超聲波流量汁的流量測量準確度幾乎不受被測流體溫度、壓力粘密度等參數的影響,安裝可以在不斷管,不停止運行的情況下進降價比高,已成為多行業的首選產品。
 

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