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超(chao)聲波流量計的(de)原理及選型
發(fā)布日期：2025-12-15 浏覽次(ci)數：2307
超聲波流量(liàng)計的原理及選(xuan)型插入式超聲(shēng)流量計🏒：可不🈲停(tíng)産安裝和維護(hù)。采用陶瓷傳感(gan)器，使用我公司(si)鑽孔裝置進行(hang)不停産安裝。一(yi)般爲單聲道測(cè)量，爲了提高測(ce)量準确度☂️，可選(xuan)擇三聲道🤩。管段(duàn)式超聲流量計(jì)：需切開管路安(ān)裝，但以後的維(wei)護可不停産。可(ke)選擇單聲道或(huò)三聲道🙇♀️傳感器(qi)。外夾式超聲流(liu)量計：能夠完成(cheng)固定和移動測(ce)量。采用耦合劑(ji)(室溫固化的矽(xī)橡膠或高溫長(zhang)鏈聚合油脂)安(ān)裝，安裝時不👉損(sǔn)壞管路。便攜式(shi)超☂️聲流量計：便(bian)攜使💞用，内置可(ke)充電锂電池🔞，适(shì)合移動測量，配(pei)接磁性傳感器(qi)。手持式🌐超聲流(liu)量計：體積小，重(zhòng)量輕，内置可充(chong)電📞锂電池，手持(chí)使用，配接磁性(xing)傳感器㊙️。防爆型(xíng)超聲流量計：用(yong)于爆炸🚩性環境(jing)液體流量測☂️量(liang)，爲防📞爆兼本安(an)型。即轉換器爲(wei)防爆型，傳感器(qi)爲本質安全型(xíng)。流量測量系統(tǒng)：由多台超聲流(liu)量計和系統主(zhu)站組成。适于多(duō)條管路的集中(zhong)測量。超聲熱量(liàng)計：用于供熱系(xì)統的熱🧑🏽🤝🧑🏻量測量(liang)。電池供電型超(chāo)聲流量計：采用(yòng)一🙇♀️節锂電池供(gòng)電的一體♋式超(chāo)聲流量♈計。适🔅于(yu)無市電供應的(de)測量場合，一節(jie)電池可使用十(shí)年，具有多種測(ce)量功能。系列明(ming)渠💜流量計，用于(yú)液體明渠流量(liàng)測🌂量，測量傳🏒感(gan)器可采用超聲(sheng)速度傳感器、帕(pa)氏槽、P-B槽、三角堰(yan)、矩形堰和全寬(kuan)😍堰，并采用超聲(shēng)液位測量。該系(xi)統明渠🙇♀️流量計(jì)測量準确、可靠(kao)。采用超聲速度(du)傳感器時，可測(cè)量大型渠道或(huò)涵洞的液體流(liu)量。堰🥰槽式明渠(qu)流量計：可使用(yòng)帕氏槽、P-B槽、三角(jiao)堰、矩形堰、全寬(kuān)堰進行明渠流(liú)量測量🧡，液位傳(chuan)感器采用超聲(sheng)傳感器。超聲🔴式(shi)明渠流量計：采(cǎi)用🌈超❗聲傳感器(qì)測量流速及液(yè)位。測量準确度(du)高，适于大型渠(qu)道和涵洞的流(liu)量測量。根據測(ce)量準确度要求(qiu)，超聲速🔅度測量(liang)😍可選擇單聲道(dao)、雙聲道和三聲(sheng)道👉。超聲式明渠(qu)流量計：采用超(chāo)聲🐪傳感器測量(liang)流速及液位。測(ce)量準确度高💜，适(shi)于大型✂️渠道和(hé)涵洞的流量測(cè)量👄。根據測量準(zhǔn)确度要求，超聲(shēng)速度測量可選(xuǎn)擇單聲✌️道、雙聲(sheng)道和三聲道。超(chāo)聲波流量計一(yī)般不作結算計(ji)量儀表使用，對(dui)于現場計量點(dian)損壞生産不能(néng)停😄機更換，又需(xu)要檢測參數指(zhǐ)導生産💜的情況(kuàng)也往往用到超(chāo)聲波流量計。超(chāo)聲波流量計zui大(dà)優勢是用于大(da)口徑流量測量(liang)(管徑大于2米)，即(ji)使有些結算用(yòng)計量點，經過使(shi)用雙方認可，選(xuǎn)用精度高的超(chāo)聲🏃♂️波流量計，可(ke)以節約成本，并(bing)減少維護量。超(chao)聲波流量計的(de)選😘型及應用摘(zhāi)要超聲波流量(liàng)計是一種利用(yong)超聲波脈沖📐來(lai)測量流體流量(liang)的速度式流量(liang)儀表，它從80年代(dài)開始進入我國(guo)工業生産和計(jì)量領域，并在90年(nian)代得到迅速發(fa)展。文章對我佃(diàn)國内市場上出(chu)現了各類超聲(shēng)🔞波流量進行✊了(le)深入研究分析(xī)，結合多年的實(shi)際應用經驗，系(xì)統闡述了超聲(shēng)波流量計的分(fèn)類方法；從儀表(biao)性能、被測介質(zhì)經濟性，實用性(xing)等方面總結了(le)選用超聲波流(liú)量的原則，并對(dui)應用中🔞如何選(xuan)位、安裝、維護提(tí)出具體建議，爲(wei)用戶合理選擇(zé)和應用超聲波(bo)流量計提供了(le)一些可以借鑒(jian)的🔴經驗和方法(fǎ)。關鍵詞超聲☁️流(liu)量計；換能器；時(shi)差👌式；安裝方⛷️式(shì) 近幾年來，随着(zhe)電子技術、數字(zi)技術的發展，利(li)用超聲波脈沖(chong)測量流體流量(liang)的技術發展很(hěn)快，基于不同原(yuan)理，适用✊于不❌同(tong)場合的各種型(xing)式的超聲🈚波流(liú)量計♌得到了廣(guǎng)泛應用，同時也(ye)很快，對廣大用(yòng)戶提出如何認(rèn)識超聲😘波流量(liàng)計、怎樣選擇合(he)适的類型，使用(yòng)中應注意些什(shí)麽⭐問題等㊙️一系(xi)列問題，本文綜(zong)合國内超聲波(bo)流量計目前的(de)發展情況及🏃多(duo)年應用的實踐(jiàn)，對上述問題進(jin)行了些探讨。1超(chao)聲波流量計的(de)分👅類 超聲波流(liú)量計的各類很(hen)多✊，依照不同的(de)分類方法，可以(yi)分🐇爲不同類型(xing)的超聲波流量(liang)計。 1.1多譜勒式超(chao)聲㊙️波流量計 換(huàn)能器1發射頻率(lü)爲f1的超聲波信(xìn)号，經過管道内(nèi)液體中的懸浮(fu)顆粒或氣泡後(hou)，頻率發生偏移(yi)，以f2的頻率反射(she)到換能器2，這就(jiu)是多譜勒将就(jiù)，f2與f1之差即爲多(duo)譜勒頻差fd。 當管(guan)道條件、換能器(qì)安裝位置、發🙇♀️射(she)頻率、聲速确定(ding)以後，c、f1、θ即爲常數(shù)，流體流速和多(duo)譜勒頻移成正(zheng)比，通過測量頻(pin)移就可得到流(liú)體流速，進而🔴求(qiu)得流體流量。 1.2時(shí)差式超聲波流(liu)量計 時差式超(chāo)聲波流量計是(shi)利用聲波在流(liu)體中順流傳播(bo)和逆流傳播的(de)時🏃♂️間差與流體(ti)流㊙️速成正比這(zhè)一原理🛀🏻來測量(liang)流體流量🌈的。 2區(qu)别 根據超聲波(bo)流量計使用場(chǎng)合不同，可以分(fèn)爲固定式超聲(shēng)波流量計和便(biàn)攜🔆式超聲波流(liu)量計2.1這兩類超(chao)聲🐇波流量計的(de)主要區👄别(1)适用(yong)的場合不同 固(gù)定式超聲波👄流(liú)量計用于安👈裝(zhuang)在某一固定位(wèi)置，對某一特定(dìng)管道内流體的(de)流量進行長期(qī)不間斷的計量(liàng)；便攜式超聲波(bo)流量計具有很(hen)大的機動性，主(zhǔ)要用于對⛱️不同(tóng)管道的流體流(liú)量作臨時性測(cè)量。(2)供電方式不(bú)同🍓 固定式超聲(sheng)波流量計要求(qiu)長期連續運行(hang)，所以要使用220V交(jiao)流電源，便攜式(shì)超💋聲波流量計(jì)既可以使用現(xian)場的交流電源(yuán)，也備有内置充(chong)電電池，可以連(lian)續工作5～10h［小時］，大(da)大方便了不同(tong)場合臨時性流(liu)量☂️測🌂量的需要(yao)。(3)部💋分功能不同(tong) 因定式超聲波(bō)流量計，通常都(dōu)有4-20mA信号輸出等(děng)功能，供遠傳顯(xian)示使用，但其内(nèi)部隻能存貯一(yi)條🐪管道的參數(shu)；便攜式超聲波(bō)流量計隻是爲(wèi)了現場🈚查看🈲當(dāng)時流量和短時(shí)間内的累計流(liú)量，故一般無輸(shū)出⛹🏻♀️信号功🚩能，但(dàn)爲了方便測量(liàng)不同管道流量(liang)，它🌈具有豐❗富的(de)貯存功能，可以(yǐ)同🛀🏻時存貯數十(shi)條不同管道的(de)參數，供随時調(diao)出使用。2.2換能器(qi)供電方式不同(tong) 可📐以分爲外貼(tiē)式、插入式、管段(duàn)式三種超聲波(bō)流量計。(1)外貼式(shi) 外👉貼式超聲波(bō)流量計是生産(chǎn)zui早，用戶🏃♂️zui熟悉且(qiě)應用zui廣泛的超(chao)聲波流量計，安(an)裝換能器無需(xū)管道斷流，即貼(tiē)即🐪用，它充分體(tǐ)現了超聲波流(liú)量計安裝簡單(dan)、使用方便的🔱特(tè)點。(2)管段式 某些(xiē)管道因材質疏(shu)、導聲不良，或者(zhe)鏽🔞蝕嚴重，襯裏(lǐ)和管道内空間(jian)有間隙等原因(yīn)，導緻㊙️超聲波信(xin)号💔衰減嚴重，用(yòng)外貼式超聲波(bo)流量計無法正(zheng)常測量，所以産(chan)生了管段式超(chāo)聲波流量計。管(guǎn)段式超聲♈波流(liú)量計把換能器(qi)和測量管組成(cheng)一體，解決了外(wai)貼式流量計在(zài)測🈲量中的一個(ge)難題。而且測量(liang)精🌍度也比其它(tā)超聲波流量計(ji)要高，但同時也(yě)犧牲了外貼式(shì)超聲波流量計(jì)不斷流安裝這(zhe)一優點，要求切(qie)開管道安裝換(huàn)能器。(3)插入式 插(cha)入式超聲波流(liú)量計介于上述(shù)二者中間。在安(ān)裝上可以不斷(duan)流，利用專門工(gōng)具在有水的🏒管(guǎn)道上打孔，把換(huàn)能器插入管道(dao)内，完成安裝。由(you)于換能器在管(guǎn)道内，其信号的(de)發射、接受隻經(jing)過被測介質，而(ér)不經過管壁和(hé)襯裏，所以其🔞測(cè)量不受管質和(he)管📧襯材料限制(zhì)。3超聲波流量計(ji)的選型 超聲波(bo)流量計除上述(shù)各種類型外，近(jin)年來又出現了(le)采用數字化電(diàn)路的數字式超(chao)聲波流量計，把(ba)換能器和轉💁換(huan)器做在一起的(de)一體式超聲波(bo)流量計，等等。面(mian)對衆多類型的(de)❤️超聲波流量計(ji)，用戶要根據實(shí)際情況和測量(liang)需要合理選型(xing)。3.1多譜勒式超聲(shēng)波流量計 隻能(neng)用于測量含有(you)适量能反射超(chao)聲波信号♻️的顆(kē)粒✌️或氣泡的流(liu)體，如工🔴廠排放(fàng)液、未處理的污(wu)水、雜志🔞含量穩(wěn)定的工廠過程(chéng)液🍓等。要注意它(tā)對被測介質㊙️要(yào)求比較苛刻，即(ji)不能是潔淨水(shui)，同時雜技含量(liàng)要相對穩定，才(cái)可以正常測量(liang)，而且不同廠家(jiā)的儀表性能及(ji)對被測廠家的(de)要求也不一樣(yang)。選✏️擇此類超聲(shēng)波流量計即要(yao)對被測介質心(xīn)中有數，也要對(dui)所選用的超聲(shēng)波流量計的性(xing)能、精度和👅對被(bèi)測介質的要求(qiu)有🔞深入的了解(jie)。3.2便攜式超聲波(bō)流量計 适用于(yú)臨時性測量，主(zhu)要用于校對管(guǎn)道上已安裝其(qí)它🏃♂️流量儀表的(de)運行狀态，進行(hang)一個區域内的(de)流體平衡測試(shì)，檢查管🔴道的當(dang)時流量情況等(děng)。如果不作固定(dìng)安裝，而用于這(zhe)些用途時，選用(yong)便攜式超聲波(bō)流💁量計既方便(biàn)又經濟。3.3時差♈式(shi)超聲波流量計(jì) 目前生産zui多、應(yīng)用範圍zui廣泛的(de)是時差式超聲(shēng)波流量計。它♈主(zhu)要用來測量潔(jié)淨的流體流量(liàng)，在自來水公司(si)和工業用水領(lǐng)域，得到廣泛應(ying)用。此外它也💃🏻可(ke)以測量🤞雜技含(hán)量🏃♀️不高(雜質含(hán)量小于10g/L，粒徑小(xiǎo)于1mm)的均勻流體(ti)，如污水等✌️介質(zhi)的流量，而且精(jīng)度可達±1.5%。實際應(yīng)用📞表明，選用時(shí)💜差式超聲波流(liu)量計，對相應流(liú)體的測量都📧可(ke)以達到滿意的(de)效果。3.4管道式超(chao)🔅聲波流量計🔞 精(jīng)度zui高，可達到±0.5%，而(ér)且✉️不受管🤞道材(cai)質、襯裏的限制(zhì)，适🈲用于流量測(cè)量精度要求高(gao)的場合。但随着(zhe)管徑的增大，成(cheng)本也會随增加(jiā)，通常情況下，選(xuǎn)用中小口徑的(de)管段式超聲波(bō)流量計，較爲經(jīng)濟。3.5固定式超聲(shēng)波🏃♀️流量計 如果(guo)有足夠的安裝(zhuang)空間，使用插入(rù)式換能☁️器代替(tì)外貼式換能器(qi)，*消除了管襯🐇、結(jie)垢及管壁對超(chāo)聲波信号衰減(jian)的影響，測量穩(wěn)定性更高，也大(da)大減小了維護(hu)📐工作量。而且，由(yóu)于插入式⭐換能(néng)器也可⭐以不斷(duàn)流安裝，所以其(qi)應用正⚽在不斷(duan)推廣。有的廠家(jiā)推出了内部爲(wèi)數字化電路的(de)超聲波流量計(jì)，其特點是采用(yong)數字電路處理(li)信号，糾錯能力(li)增🏒強，取樣及時(shi)，精👄度提高(模拟(nǐ)電路的精度爲(wèi)±1.5%，數字電路⚽可以(yi)達到±1.0%)，而且集成(cheng)度提高，儀表體(ti)積大大減小，有(yǒu)多種信号輸出(chu)模式供選擇，在(zai)實🌂際應用也取(qu)得了很好的效(xiao)果。用戶在使用(yong)中可以和模拟(ni)電路的超聲波(bō)流🏃♀️量計進行比(bǐ)較。超聲波流量(liang)計的功能選擇(zé)，用戶可以🌂根據(jù)實際情況來确(què)定。如果測量雙(shuang)向流體，一定要(yao)選擇帶有正負(fu)計量功能的超(chao)聲☔波流量計；如(ru)果用戶需要定(ding)期了解🈲流體在(zài)一定時段有流(liu)⭐量情況，可以選(xuǎn)擇帶打印機的(de)超聲波流⚽量計(jì)。總之，所選擇的(de)超聲波流量計(ji)的功能既要滿(mǎn)足☁️用戶需要，也(yě)不必貪多求全(quan)，造成許多功能(néng)閉置不用，而增(zēng)加購買成本。4超(chao)聲波流♈量計的(de)應用 超聲波流(liu)量計在應用中(zhong)，需要注意以下(xia)幾個方面的問(wen)題：4.1正确選擇這(zhe)是超聲波流量(liang)計能夠正常工(gong)作💞的🌈基礎。如果(guo)選🐉型不當，或會(hui)造成流量無法(fa)測量，或者用戶(hu)使用不做便等(deng)後果。具體選型(xing)原則，前面已做(zuo)了詳細的介紹(shao)。4.2合理安裝換能(néng)器安裝不合理(li)是💃🏻超聲波流量(liàng)計💞不能正👌常工(gōng)作的主要原💃因(yīn)。安裝換能👈器需(xu)要考慮位置的(de)确🏃定和方式的(de)選擇兩個問題(tí)。确定位置時除(chu)保證足夠的上(shàng)、下遊直管段外(wài)，尤其要注意換(huan)能器盡量避開(kāi)有變頻調速嚣(xiāo)、電焊機等污染(rǎn)電源的場合。在(zai)安裝方式上，主(zhǔ)要有對貼安裝(zhuāng)方式和V方式、Z方(fang)式三種。多譜勒(le)式超聲波流量(liàng)計采用對貼式(shì)安裝方式，時差(cha)式超聲波流量(liàng)計采用V方式和(he)Z方式，通常⁉️情況(kuàng)下🧑🏽🤝🧑🏻，管徑小于300mm時(shi)，采用V方式安裝(zhuāng)，管徑大于200mm時，采(cǎi)用Z方式安裝。對(duì)于即可👄以用V方(fang)式安裝又可以(yi)方式安裝的換(huan)能器，盡量選用(yong)Z方式。實踐表明(míng)，Z方式安裝的換(huàn)能器超聲波信(xìn)号強度高，測量(liang)的穩定性也好(hao)。4.3及時核校 對于(yú)現場安裝固定(ding)式超❓聲波流量(liàng)計🍉數量大、範圍(wéi)廣的用戶，可以(yǐ)配備一台同㊙️類(lei)型的便攜式超(chāo)聲波流量計，用(yòng)于核校現場儀(yi)表的情況。一是(shi)堅持一裝一校(xiào)，即對每一台新(xīn)裝超聲波流量(liàng)計在安裝調試(shì)時進行核校，确(que)保選位好、安裝(zhuāng)好、測量準；二是(shi)對在線運行的(de)超聲波流量計(ji)發生流量突變(bian)時，要利用便攜(xié)式超聲波流量(liang)計進行及時核(he)校📧，查清流量突(tu)變的原因，弄清(qing)楚是儀表發生(shēng)故障還是流量(liang)确實發生了變(bian)化。4.4定期維護🎯與(yǔ)其他流量儀表(biǎo)相比，超聲波流(liú)量計的🙇♀️維護量(liàng)是比較小🤟的。對(dui)于🈲外貼換能器(qi)超聲波流量計(jì)，安裝以後無水(shuǐ)壓損失，無潛在(zai)漏水，隻需定期(qī)檢查換能器是(shì)否松動，與管道(dao)之間🤟的粘合劑(jì)是否良好即可(ke)；插入式超聲波(bo)流量計，要定期(qī)📧清理探頭上沉(chen)積的雜質、水垢(gòu)等有無👅漏水現(xiàn)象；如果是一體(tǐ)👄式超聲波流量(liang)計，要檢查流量(liàng)計與管道之間(jiān)的🌂法蘭鏈接🔆是(shì)否良好，并考慮(lǜ)現場溫度和濕(shī)度對其電子部(bù)件的影響，等待(dai)。定期維🐕護可以(yǐ)确保超聲波流(liú)量計的長期穩(wěn)定運行。超聲🌏波(bo)流量計使用中(zhōng)注意事項1、瞬時(shi)流量計波動大(dà)？ A、信号強度波動(dong)大；B、本身測量👣流(liu)體波動大； 解決(jue)方法：調整好探(tan)頭📱位置，提高信(xin)号強度🥰(保持在(zài)3%以上)保證信号(hao)強度穩定，如本(ben)身🤞流體波動大(da)，則🛀🏻位置不好，重(zhòng)新💰選點，确保*D後(hòu)5D的工況要求🏃♂️。2、外(wai)夾式流量計信(xin)号低？管徑過大(da)，管道結垢💰嚴重(zhong)，或選擇安裝方(fāng)式❗不對🈲。 解決方(fang)法：對于管徑過(guo)大、結垢😍嚴重，建(jiàn)議采用插入式(shi)探🔞頭，或選擇“Z"型(xing)安裝方式🏃。3插入(ru)式探頭使⭐用一(yi)段時間🤟後信🚶♀️号(hao)降低？可能探頭(tóu)發生偏移或探(tan)頭表面水垢厚(hou)。 解決方法：重新(xin)調🥰整探頭位置(zhì)，清冼探頭發射(she)面。4、開機無顯示(shì)檢查電源屬性(xìng)是否與儀表的(de)額定值相對應(yīng)，保險絲是否燒(shāo)斷，如以上問題(tí)不薦在，對建議(yì)把儀器發回我(wǒ)司由專業技術(shu)人員🐪檢查。5、開機(ji)後👌儀表僅有背(bèi)光，無任何字符(fú)顯示此情況一(yī)般爲程序芯片(pian)失，建議把儀器(qì)發回我司進行(hang)處理。6、儀表在現(xiàn)場強幹擾下無(wu)法使用？ 供電電(dian)源波動範⭐圍較(jiao)大，周圍有變頻(pin)器或強磁場幹(gàn)擾，接地線不正(zheng)确。 解決方法：給(gěi)儀表提供穩定(dìng)的供電電源，儀(yí)表✊安裝遠離變(bian)頻器和強磁🌈場(chang)幹擾，有良好的(de)接地線。
