超声波流量计是一种非触摸式外表
超声波流量计的原理
超声波流量计是经过超声波在活动流体中的传达,承载流体流速信息,将信号进行处理,转换成流量信息。下面详细介绍时差式、多普勒、非满管这三种超声流量计核算时的原理不同。
时差式超声波流量计的运用原理
时差式超声波流量计是现在运用***广泛的,气体的流速与声速无关,只与超声波的声程长度、流体活动方向与超声波传达方向的夹角和超声波在气体中传达的时刻有关。超声波流量计有很高的计量精度。
设停止流体中的声速为c,流体活动的速度为u,传达距离为L,当声波与流体活动方向一致时(即顺流方向),其传达速度为c+u;反之,传达速度为c-u.在相距为L的两处别离放置两组超声波发生器和接收器(T1,R1)和(T2,R2)。当T1顺方向,T2逆方向发射超声波时,超声波别离抵达接收器R1和R2所需求的时刻为t1和t2,则t1=L/(c+u) t2=L/(c-u)。
由于在工业管道中,流体的流速比声速小的多,即c>>u,因此两者的时刻差为▽t=t2-t1=2 Lu/cc 由此可知,当声波在流体中的传达速度c已知时,只需测出时刻差▽t即可求出流速u,进而可求出流量Q。
运用这个原理丈量流量的方法称为时差法。
运用领域
时差式超声波流量计由于精度高,换能器简单,不影响流体活动形状而被广泛运用在水务公司、石油化工、冶金、铝厂、造纸、制药厂、发电厂、热电厂等不同的职业。
多普勒超声波流量计运用原理
多普勒型是运用相位差法丈量流速,即某一已知频率的声波在流体中运动,由于液体自身有一运动速度,导致超声波在两接收器(或发射器)之间的频率或相位发生相对变化,经过丈量这一相对变化就可获得液体速度。
多普勒法超声波流量计依托水中杂质的反射来丈量水的流速,因此适用于杂质含量较多的脏水和浆体,如城市污水、污泥、工厂排放液、杂质含量安稳的工厂进程液等,而且能够丈量连续混入气泡的液体。
可是根据丈量原理,被测介质中必须含有必定数量的散射体(颗粒或气泡),不然外表就不能正常作业。
运用领域
超声波在传达途径上如遇到微小固体颗粒或气泡会被散射,由于用时差法丈量含有这类东西的流体时就不能很好地作业,时差式只能用来丈量比较洁净的流体,而多普勒法却是运用超声波被散射这一特点作业的。
MACE的多普勒超声波流量计广泛运用于环保、油田、石油化工、矿山、水利、灌溉、造纸、药厂、食品等职业,适用于满管、非满管、明渠等的流量丈量。
非满管超声波流量计运用原理
DMS901L非满管超声波流量计
针对已有管道非满管超声波流量计DMS901L,它选用多普勒法进行流速丈量。结合液位传感器,完成流速、流量、液位的丈量,可运用于市政管网、工厂排放口等非管流速的监测,但由于方案设计的局限性,要求管道中液位充满半管以上。
LSZ系列多声道非满管流量计
LSZ系列多声道非满管流量计,它选用时差法丈量流速,适用于均质流体以及少数固体物质的污水的丈量,广泛运用于河道、管道以及渠道等流量测验场合。
非满管超声波流量计能够对露天水道和不满的管道提供精确的流量测算,使它成为抱负的水监测处理方案。非满管超声波流量计有固定式和便携式2种,现在关于非满管超声波流量计的研讨较少,所以它的丈量方法并不是必定的。
运用领域
工业排水的流体活动都是自然活动,流量大,非满管而且具有自在水面,***丈量有必定难度。非满管超声流量计能够处理这一难题,现在非满管超声流量计广泛运用于自来水、市政污水、工厂污水排放、油田污水排放丈量。
这三类超声波流量计均具有以下首要优势
1高精度,满意低流量丈量
超声波流量计的首要长处之一是高精度,不受气体中固体颗粒和液滴的各种参数的干扰,而且可选用多次反射将声程加长。
单途径超声波流量计的精度通常在1%至2%的规模内,而经过运用多条途径,它能够达到0.5或更高的精度规模。
此外,由于超声波流量计量程比较宽,它十分契合小型沼气工程的“峰谷”特性,能够满意低流量丈量。
2很少的压力丢失
压损是天然气输送中存在的首要问题。孔板流量计流体压力丢失的首要原因是孔板前后涡流的形成以及流体的沿程摩擦,它使得流体具有的总机械能的一部分不可逆转地变成了热能,消失在流体内。涡轮流量计依赖转子转速来断定流量,当天然气流经涡轮,引起转子旋转,同样会发生压损。
运用超声波流量计,不用在流体中装置丈量元件,故不会改变流体的活动状态,不发生附加阻力,外表的装置及检修均可不影响生产管线运行,因此很少或无压力丢失,是一种抱负的节能型流量计。
3无运动部件
运动部件首要是涡轮流量计的问题,涡轮流量计的转子,包含轴承,都会遭到磨损。化学品和污垢在影响轴承的同时,也会影响涡轮流量计的功能。
超声波流量计不存在易于磨损的运动部件,可确保长期运用精度不变,与此同时,无运动部件也让超声波流量计具有低保护特性。
4低保护
无运动部件是超声波流量计低保护的原因之一,另一个因素则与它自身无磨损有关。
孔板流量计跟着时刻推移不断遭受磨损,导致丈量精确性劣化。当流体中存在污垢或任何其它杂质,则特别如此。因此,孔板式流量计需求定期查看磨损,并断定它们是否依然读数精确。
与之相反的,由于超声波流量计不会磨损,而且没有运动部件,保护成本十分低。
5轻松处理大尺寸管径
超声波流量计能够轻松地适用于大尺寸的管道。事实上,用于天然气流量丈量的超声波流量计***适合6英寸及更大的管道。为了丈量大管道中的天然气流量,例如20、30和36英寸管道,可能需求不止一个的孔板流量计。在这些情况下,流体有时会被转移到一组较小的管道中,以达到丈量的目的。这也是为什么超声波流量计能够替代多达十个孔板流量计。
超声波流量计不只能够丈量大管径的介质流量也能够用于不易触摸和观察的介质的丈量。特别能够处理其它外表不能的强腐蚀性、非导电性、放射性及易燃易爆介质的流量丈量问题。
国际上天然气贸易计量就是选用超声波流量计。相比传统的涡轮流量计和孔板流量计,超声波流量计在丈量天然气、沼气流量中的运用更具优势。
l998年,ISO发布了《用时刻传达法超声流量计丈量封闭管道内的流体流量》,2001年我国制订了GB/T 18604—2001《用气体超声流量计丈量天然气流量》,该规范适用于传达时刻差法气体超声波流量计,管道的公称直径等于或大于l00mm,压力不低于0.1MPa。这些规范对促进气体超声波流量计的开展起到了很大效果。