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超聲波流(liu)量計的原理(li)及選型
發布(bu)日期：2025-12-01 浏覽次(ci)數：2307
超聲波流(liú)量計的原理(lǐ)及選型插入(rù)式超聲流量(liang)計☂️：可不停産(chǎn)安裝和維護(hu)。采用陶瓷傳(chuán)感器，使用我(wo)公司鑽⛱️孔裝(zhuang)🔴置進行不停(tíng)産安裝。一般(ban)爲單聲道測(ce)量，爲了提高(gao)測量☔準确度(dù)，可選擇🔆三聲(sheng)道。管段式超(chāo)聲🔴流量計：需(xū)切開管路安(an)裝，但以後的(de)維護可不停(ting)産。可選擇單(dan)聲道或三聲(shēng)道傳感器。外(wai)夾式超聲流(liu)量計：能夠完(wán)成固定和移(yí)動測量。采用(yòng)耦合劑(室溫(wen)固化的矽橡(xiang)膠或高溫長(zhang)鏈聚合油脂(zhi))安裝，安裝時(shi)不♍損壞管路(lù)。便攜式超聲(sheng)流量計：便攜(xie)使用，内置可(kě)充電锂電池(chi)，适合移動測(ce)量，配接磁性(xing)傳感器。手持(chí)式超聲流量(liàng)計：體積小，重(zhong)量輕，内置可(ke)充電锂電池(chi)，手持使用，配(pei)接🏒磁性傳感(gǎn)器⁉️。防爆型超(chāo)聲流量計：用(yong)于✌️爆炸性環(huan)境液體流量(liang)測量，爲防爆(bao)兼本安型。即(ji)轉🈚換器爲防(fang)🐇爆型，傳感器(qi)爲本質安全(quan)型。流量測量(liàng)系統：由多台(tái)超聲流量計(jì)和系統主站(zhan)組成。适于多(duo)條♋管路的集(ji)中測量。超聲(shēng)熱量計：用于(yu)供熱系統的(de)熱量測量。電(dian)池供電型超(chāo)聲流量計：采(cai)用一節锂電(diàn)池供電的一(yī)體🐕式超聲流(liu)量計。适于無(wu)市電供應的(de)測量場合，一(yi)節電池可⭐使(shi)用十年，具有(yǒu)多種測量功(gōng)能。系列明渠(qú)流量計，用于(yu)液體明渠流(liú)量測量，測量(liàng)傳感器可采(cai)用超聲速度(dù)傳感器、帕氏(shì)槽、P-B槽、三角堰(yan)、矩♊形堰和全(quán)寬堰，并采用(yong)超聲液☂️位測(ce)量。該系統明(míng)渠流量計測(ce)量準确、可靠(kao)。采☂️用超聲速(su)度傳感器時(shí)，可‼️測量✍️大型(xíng)渠道或涵洞(dòng)的液體流量(liang)。堰槽式明渠(qú)流量計：可使(shǐ)用帕氏槽、P-B槽(cáo)、三角堰、矩形(xíng)堰、全寬堰進(jin)行明渠流量(liang)💛測量，液位傳(chuán)感器采用超(chāo)聲傳感器。超(chao)聲式明渠流(liú)量🏒計：采用超(chāo)聲傳感器測(cè)量流速及液(yè)位。測量準确(què)度高，适于大(da)型渠道♈和涵(han)洞的流量測(ce)量。根據測量(liang)準确度要求(qiu)，超聲速度測(cè)量可選擇單(dan)聲道、雙聲道(dào)和三聲道。超(chao)聲式明渠流(liú)量計：采用超(chāo)聲🙇♀️傳感器測(cè)量流速及液(ye)🆚位。測量準确(què)度高，适于大(dà)型渠道和涵(han)洞的流量測(cè)量。根據測量(liang)準确度要求(qiú)，超聲速度測(cè)量可選擇單(dan)聲道、雙聲道(dào)和三聲道。超(chāo)聲🏃🏻波流量計(jì)一般不作結(jié)算計量🈲儀表(biǎo)使🌏用，對于現(xian)場計量點損(sun)壞生産不能(néng)停機更換，又(you)需要檢測參(cān)數👣指導生産(chan)的情況也往(wang)往用到超聲(shēng)波流量計。超(chao)聲波流量計(jì)zui大優勢是用(yong)于大口徑流(liu)量測量(管徑(jing)大于2米)，即使(shi)有些結算⛷️用(yòng)計量點，經過(guo)使用雙方認(rèn)可，選用精度(du)高的超聲👄波(bō)流量計，可以(yi)節約成本，并(bìng)減少維護量(liang)。超聲波流量(liàng)計的選型及(ji)應用摘要超(chāo)聲波流量計(ji)是一種利用(yòng)超聲波脈沖(chòng)來測量流體(tǐ)流量的速度(du)式流量儀表(biǎo)，它從80年代開(kāi)始進入我國(guo)工🐇業生産和(he)計量領域，并(bing)在90年☂️代得到(dao)迅速發展⛷️。文(wén)章對我佃國(guó)内市場上出(chū)現了各類超(chāo)聲波流量進(jìn)行🤟了深入研(yan)究分析，結合(hé)多年的實際(jì)應用經驗，系(xì)統♊闡述了超(chāo)聲波流量計(jì)的分類方法(fa)；從儀表性能(neng)、被測介質經(jing)濟性，實用性(xing)等方面總結(jie)了選用超聲(shēng)波流量的原(yuan)則，并對應用(yòng)中如何選位(wèi)、安裝、維護提(tí)出📧具體建議(yì)，爲用戶合理(lǐ)選擇和應用(yòng)超聲波流量(liàng)計提供了一(yi)🐅些可以👅借鑒(jiàn)👈的經驗和方(fāng)法。關鍵詞超(chao)聲🏃🏻♂️流量計；換(huàn)能器；時差式(shi)；安裝方式 近(jìn)幾年來，随着(zhe)電子技術、數(shù)字技術的發(fa)展，利用超聲(sheng)🔴波脈沖測量(liàng)流體流量的(de)技術發展很(hěn)快，基于不同(tong)原理，适用于(yu)不同場合的(de)各種型式的(de)超聲波流量(liang)計得到了廣(guǎng)泛應用，同時(shi)也很快，對廣(guǎng)大用戶提出(chu)如何認識超(chao)聲波流量計(jì)、怎樣選擇合(hé)适的類型，使(shǐ)用中應注意(yi)些什麽問題(ti)等一系列問(wen)題，本文綜合(hé)國内超聲波(bo)流量計目前(qián)的發展情況(kuang)及多年應用(yong)的☁️實踐，對上(shang)述問題進行(hang)了些探讨。1超(chao)聲波流量計(ji)的分類 超聲(shēng)波流量計的(de)各類很多，依(yi)照不同的分(fen)類方法🔴，可以(yǐ)分爲不同類(lèi)型的超聲波(bō)流量計。 1.1多譜(pu)勒式超聲波(bo)流🛀🏻量計 換能(neng)器1發射頻率(lü)爲f1的超聲波(bo)信号，經過管(guǎn)道内液體中(zhong)的懸浮顆粒(lì)或氣泡後，頻(pin)🔞率發生偏移(yi)，以f2的頻率反(fan)射到換能器(qi)2，這就是多譜(pǔ)勒将就，f2與f1之(zhī)差即爲多譜(pu)勒頻差fd。 當管(guǎn)道條件、換能(néng)器安裝位置(zhi)、發🛀射頻👅率、聲(shēng)速确定以後(hòu)，c、f1、θ即爲常數，流(liú)體流速和多(duo)譜❓勒頻移成(cheng)正🌈比，通過測(ce)量頻移就可(ke)👉得到流體流(liu)速㊙️，進而求得(dé)流體流量。 1.2時(shí)差式超聲波(bo)流量計 時差(cha)式超聲波流(liu)量計是利用(yong)聲波在流體(ti)中🏃🏻順流傳播(bō)和🔱逆流傳播(bō)的時間差與(yǔ)流體流速成(chéng)正比這一原(yuán)理🌐來測量流(liu)體流量的。 2區(qu)别 根據超聲(shēng)波流量計使(shi)用🔆場合不同(tóng)，可以分爲固(gù)定💚式超聲波(bo)流量計和便(biàn)攜📞式超聲波(bō)流量計2.1這兩(liang)類超聲💜波流(liu)量計的主要(yào)區别(1)适用的(de)場合不同 固(gu)定式超聲波(bō)流量計用于(yu)安裝在某一(yi)固定位置，對(duì)某一特定管(guan)道内流體的(de)流量進行長(zhǎng)期不間斷的(de)計量；便👌攜式(shì)超聲波流🤩量(liàng)計具有很大(dà)的🍓機動性，主(zhu)要用于對不(bu)同管道的流(liu)體流量作臨(lín)時性測量。(2)供(gong)電🈲方式不同(tóng) 固定式超聲(shēng)波流量計要(yao)求長期連續(xù)運行，所以要(yao)使🌏用220V交流電(dian)源，便攜式超(chāo)聲波流量計(ji)既可以使用(yong)現場的交流(liu)電源，也備有(yǒu)内置充電電(diàn)池，可以連續(xù)工作5～10h［小時］，大(dà)大🤞方便了不(bu)同場合臨🔞時(shí)性流量測量(liàng)的需要。(3)部㊙️分(fèn)功能不同 因(yin)定式超聲波(bō)流量計，通常(cháng)都有4-20mA信号輸(shu)出等功能，供(gong)遠傳顯示使(shǐ)用，但其👄内部(bu)隻🤞能存貯一(yi)條管道的參(can)數；便攜式超(chao)聲波流量計(ji)隻是爲了現(xian)場查看當時(shi)🔞流量和短時(shí)間内的累計(ji)流量，故一般(ban)無🍉輸出信号(hao)功能，但爲了(le)方便測量不(bú)同管道流🧑🏽🤝🧑🏻量(liang)，它具有豐💛富(fù)的貯存功能(néng)，可🍓以同時存(cún)貯數十條不(bu)同🌈管道的參(cān)數，供随時調(diao)出使用。2.2換能(neng)器供電方式(shi)不同 可以分(fen)爲外貼式、插(chā)入式、管段式(shì)三種超聲波(bō)流量計。(1)外貼(tiē)式 外貼式超(chāo)聲波流量計(jì)是生産💁zui早，用(yòng)戶zui熟悉且應(yīng)🔞用zui廣泛💋的超(chāo)聲波流量計(jì)，安裝換能器(qì)無需管道斷(duàn)流，即貼即用(yòng)，它充分體現(xiàn)了超聲波流(liu)量計安裝簡(jiǎn)單、使用方便(biàn)的特點。(2)管段(duàn)式 某些管道(dào)因材質疏、導(dǎo)聲不良，或者(zhě)鏽蝕嚴☁️重，襯(chen)裏和管道内(nèi)空間有間隙(xì)等原因，導緻(zhi)🈲超聲波信号(hao)衰減嚴重，用(yòng)外貼式超聲(sheng)波流量計無(wú)法正常測量(liàng)，所以産生了(le)管段式超聲(sheng)波流量計。管(guan)段式超聲波(bō)流💋量計把換(huàn)能器和測量(liang)管組成一體(tǐ)，解決了外貼(tiē)式流量計在(zai)測量中的一(yi)個難題。而且(qie)測量精度也(ye)比其它超聲(shēng)波流📱量計要(yào)高，但同時也(yě)犧牲了外貼(tie)式超🌏聲波流(liú)量🏃計不斷流(liu)安裝這一優(yōu)點，要求切開(kāi)管道安裝換(huan)能🥵器。(3)插入式(shi) 插入🈲式☁️超聲(shēng)波流量計介(jie)于上述二💯者(zhe)中間。在安裝(zhuāng)上可以不斷(duàn)流，利用專門(mén)工具在有水(shuǐ)🌈的管道上打(dǎ)孔，把換能🈲器(qì)插入管道内(nei)，完成安裝。由(yóu)于換能器在(zai)管道内，其信(xìn)号的發射、接(jie)受隻經過被(bèi)測介質，而不(bu)經過管壁和(he)襯裏，所以其(qi)💋測量不受管(guǎn)🧑🏾🤝🧑🏼質和管襯材(cai)料限制。3超聲(sheng)波流量計的(de)選型❌ 超聲波(bo)流❓量計除上(shang)述各種類型(xing)外，近年來又(yòu)出現了采用(yòng)數字化電路(lù)💃🏻的數字式超(chao)聲波流量計(jì)，把換能器和(hé)轉換器做在(zai)一✊起的一體(ti)式超聲波流(liu)量計，等等。面(miàn)對衆多類型(xíng)的✂️超聲波流(liu)量計，用戶要(yao)根據實際情(qing)況和測量需(xū)要合理選型(xing)。3.1多譜勒式超(chao)🌈聲波🐕流量計(ji) 隻能用于測(cè)量含有适量(liang)能反射超聲(shēng)波信号的顆(kē)粒🌈或氣泡的(de)流體，如工廠(chang)排放液、未處(chù)理的污水、雜(zá)志🆚含量穩定(ding)的工廠過程(chéng)液等。要注意(yì)它對被測介(jie)質要求比較(jiào)苛刻，即不能(neng)是潔淨✊水，同(tóng)時雜技含量(liàng)要🈲相對穩定(ding)，才可以正常(chang)測⭕量，而且不(bú)同廠家的儀(yi)表性能及對(dui)被測廠家的(de)要求也不💋一(yī)樣。選💰擇此類(lei)超聲波流量(liang)計即要對被(bei)測介質心中(zhōng)有數，也要對(duì)所選用的超(chao)聲波流量計(jì)的性能、精度(dù)和對被測介(jie)質的要求有(yǒu)深🍓入的了解(jie)。3.2便攜式超聲(sheng)波流量計 适(shì)用于臨‼️時性(xìng)測量，主要🌂用(yong)于校對管道(dào)上已安裝其(qí)它流量儀表(biǎo)的運行狀态(tai)，進行一🌈個區(qu)域内的流體(ti)平衡測試，檢(jian)❤️查管道的當(dang)時流量情況(kuàng)等。如🏃🏻♂️果不作(zuò)固定安裝，而(er)用于這些用(yong)途時，選用便(biàn)攜式超聲波(bo)流📞量計既方(fang)便又經濟。3.3時(shí)差式超聲波(bō)流量計 目前(qián)生👈産zui多、應用(yong)👈範圍zui廣泛的(de)是時差式🌈超(chāo)聲波流量計(ji)。它主要用來(lai)測量潔淨的(de)流體流量，在(zai)自來水公司(si)和工業用水(shuǐ)領域，得到廣(guang)泛應用。此外(wài)它也可以測(ce)量雜技含量(liang)不高(雜質含(hán)量小于10g/L，粒徑(jìng)小于1mm)的均勻(yún)流體，如🍓污水(shuǐ)等介質的流(liú)量，而且精度(dù)可達±1.5%。實際應(ying)用🌈表明，選用(yong)時差式超聲(sheng)波流量計，對(duì)相應流體的(de)測量都可以(yi)達到滿意的(de)效果。3.4管道式(shi)超聲波流量(liàng)計 精度zui高，可(kě)達到±0.5%，而且不(bú)受管道材質(zhì)、襯裏的限制(zhì)，适👄用于流量(liàng)測量精度要(yao)求高的🈚場合(he)。但随着管徑(jing)的增大，成本(běn)也會随增加(jia)，通常情況下(xia)，選用中♊小口(kǒu)徑的管段式(shi)超聲波流量(liang)計，較♊爲經濟(jì)。3.5固定式超聲(shēng)波🈲流量計 如(ru)果有足夠的(de)安裝空間，使(shǐ)用💯插入式換(huan)能器代替外(wai)貼式換能器(qi)，*消除了管襯(chen)、結垢及管壁(bi)對超聲波信(xìn)号衰❓減的💘影(yǐng)響，測量穩定(ding)性更❄️高，也大(da)大減小了維(wei)護工作量。而(er)且，由于插入(rù)式換能器✂️也(yě)可以不斷流(liu)安裝，所以其(qi)應用正在不(bú)斷推廣。有的(de)廠家推出了(le)内部爲數字(zi)化電路的超(chao)聲波流❤️量計(ji)，其💋特點是采(cǎi)用數字電路(lu)處理信号，糾(jiu)錯能力增✉️強(qiang)，取樣及時，精(jing)💃🏻度提高(模拟(ni)電路的精度(dù)爲±1.5%，數字電路(lu)可以達到±1.0%)，而(er)且♍集成度提(ti)高，儀表體積(jī)大大減小，有(you)多☀️種信号輸(shū)出模式供選(xuǎn)擇，在實際應(ying)用也取得了(le)很好的效果(guǒ)。用戶在使用(yòng)中可以和模(mó)拟🔞電路的超(chāo)聲波流量計(ji)進行比較。超(chāo)聲🤩波流量計(jì)的功能選擇(ze)，用戶可以根(gen)據實際情況(kuàng)來确定。如果(guo)測量雙向流(liú)體🈲，一定要選(xuǎn)🌂擇帶有正負(fù)計量功能的(de)超聲📧波流量(liàng)計；如果用戶(hù)需要定期了(le)解流體在一(yī)定時段有流(liú)量情況，可以(yi)選擇帶打印(yìn)機的超聲波(bō)流量計。總之(zhī)，所選擇的超(chāo)聲波流量計(ji)的功能既要(yao)滿足🏃♂️用戶需(xu)要，也不必貪(tān)多求全，造成(chéng)許多功能閉(bì)置不用，而增(zeng)加購買成本(ben)。4超聲波流🔴量(liang)📧計的應用 超(chao)聲波流量計(jì)在應用中，需(xū)要注意以下(xia)幾📞個方面的(de)問題：4.1正确選(xuan)擇這是超聲(sheng)波流量計能(neng)夠正常工作(zuo)的基礎。如果(guo)選型不當，或(huò)會造成流量(liang)無法測🐇量，或(huò)者用戶🌏使用(yòng)不做便等後(hòu)果。具體選型(xing)原則，前面已(yi)做了詳細的(de)介紹。4.2合理安(an)裝✊換能器安(an)裝不合理是(shì)超聲波流量(liang)計不能正常(cháng)工作的主要(yào)原因。安裝換(huàn)能器需要考(kao)慮位置的确(que)定和方式的(de)選擇兩個問(wèn)題。确定位置(zhì)時除保證足(zú)夠的上、下🔞遊(yóu)直管段外，尤(yóu)其要注意換(huàn)能器盡量避(bì)開有變頻調(diào)速嚣、電焊機(ji)等污染電💞源(yuan)的場合。在安(an)裝方式上，主(zhǔ)要有對貼安(ān)裝方式和V方(fāng)式✊、Z方式三種(zhong)。多譜勒式超(chāo)聲🧡波流量計(jì)采用對貼式(shi)安裝方式，時(shi)差式超聲波(bō)流量計采用(yòng)V方式和Z方式(shi)，通常情況下(xià)，管徑小于300mm時(shí)，采用V方式安(an)裝，管徑大于(yu)200mm時，采用Z方式(shi)安裝。對于💃即(jí)可以用V方式(shi)安裝又可以(yǐ)方式安裝的(de)換💁能器，盡量(liang)選用Z方式。實(shi)踐表明，Z方式(shi)安裝的換能(neng)器超聲波信(xìn)号㊙️強度高，測(cè)量的穩定性(xìng)也好。4.3及時核(hé)校 對于現場(chang)安裝固定式(shi)超聲波流量(liàng)計💋數量大、範(fan)圍廣的用戶(hù)，可以配備一(yi)台同類型的(de)便🌈攜式超聲(sheng)波流量計，用(yòng)于核校現場(chang)儀表的情況(kuàng)🍉。一是堅持一(yi)裝一校，即對(dui)每一台新裝(zhuāng)超聲波流量(liàng)計在安🌈裝調(diào)試時進行核(he)校，确保💁選位(wèi)好、安裝好、測(cè)量準；二是對(dui)在線運行的(de)超聲波流量(liang)計🏃♀️發生流量(liang)突變時，要利(lì)用便攜式超(chao)聲波🈲流量計(ji)進行及時核(he)校😘，查清流量(liàng)突變的原因(yīn)，弄清楚是儀(yí)表發生故障(zhàng)還是流量确(que)實發生了變(bian)化。4.4定期維護(hu)🏃♂️與其他流量(liàng)儀表相比，超(chāo)聲波流量計(ji)的維護量是(shì)比較小的。對(duì)于外貼換能(neng)器超聲波流(liú)量計，安裝以(yi)後無水壓損(sun)失，無潛在漏(lòu)水，隻需定期(qi)檢查換能器(qì)是否松動，與(yǔ)管道之間的(de)粘合劑是否(fou)良好即可；插(cha)入式超聲波(bō)流量計，要定(ding)期清理探頭(tou)上沉積的雜(za)質、水垢等有(you)無漏水現象(xiàng)；如果是一體(tǐ)🔆式超聲波流(liú)量計，要檢查(chá)流量計與管(guan)道之間的法(fǎ)蘭鏈接是否(fǒu)良🌏好，并考慮(lü)現場溫度和(he)🌍濕度對其電(diàn)子部件的影(ying)響😍，等待。定期(qi)維護可以确(què)保超聲波流(liú)量計的長期(qī)穩定運行。超(chāo)聲🌈波流㊙️量計(jì)使🔴用中注⛹🏻♀️意(yì)事項1、瞬時流(liú)量計波動大(da)？ A、信号強度波(bō)動大；B、本身測(cè)量♻️流體波動(dong)大； 解決方法(fa)：調整好探頭(tou)位置，提高信(xìn)号強度(保持(chí)在3%以上)保證(zhèng)信🔞号強度穩(wěn)定🔅，如本😘身流(liu)體波動大，則(zé)位置不好，重(zhong)新🔆選點，确保(bao)*D後5D的✨工況要(yao)求。2、外夾式流(liu)量計信号低(dī)？管徑過大，管(guǎn)道結垢嚴重(zhòng)，或選擇安裝(zhuāng)方式💞不對。 解(jiě)決方法：對于(yú)管徑過大、結(jié)垢嚴重，建議(yi)采用插入式(shì)探頭，或選擇(ze)“Z"型安裝方式(shi)。3插入式探頭(tou)使用一段時(shi)🔴間後信🏃🏻♂️号降(jiang)低？可能探頭(tou)發💜生偏移或(huo)探頭表面水(shuǐ)垢👄厚。 解決方(fang)法：重新調整(zheng)探頭位置，清(qīng)冼探頭發射(shè)面。4、開機無顯(xiǎn)示💔檢🙇♀️查電源(yuan)屬性是否與(yu)儀表的額定(dìng)值相對應，保(bǎo)險絲是否燒(shāo)斷🥰，如以上問(wèn)題不薦在，對(dui)建議把儀器(qi)發回我司由(yóu)專業技術人(ren)員檢查。5、開機(jī)後儀表僅有(yǒu)背光，無任何(he)字符顯示此(ci)情況一般爲(wei)程序芯片失(shī)，建議把儀器(qì)發回我司進(jìn)行處理。6、儀表(biao)在現場強幹(gan)擾下無法使(shi)用？ 供電電源(yuan)波動🤞範圍較(jiào)大，周圍有變(biàn)頻器或強磁(ci)場幹擾🐪，接地(di)線不正确🔴。 解(jiě)決方法：給儀(yi)表提供穩定(ding)的供電電源(yuán)，儀表安裝遠(yuan)離變頻器和(he)強磁場幹擾(rǎo)，有良好的接(jiē)地線。
