超聲波流量計-時差式

產(chǎn)品簡介

　　 時差式超聲波流量計是采用了*的數(shù)字處理技術(shù)和聲波時差探測法，具有的性能和廣泛的適用性，該儀表主要針對干凈液體設(shè)計的，由于采用時差式技術(shù)使其對高含量固體或氣泡的液體仍具有可測性。非插入式卡夾傳感器可直接安裝在管外，而不影響管內(nèi)液體的流動，保證無壓損無泄漏測量。時差式超聲波流量計為簡單菜單式操，和同類產(chǎn)品相比，設(shè)置時間更短，使用更方便。 
         時差式超聲波流量計，滿足NEMA6防護設(shè)計，防水性能允許其意外地掉入水中，而打開上蓋時則具有防濺功能。顯示采用高分辨率背光LCD，在光線較弱的情況下也具有的可視性，輸出包括12位精度的4-20mA模擬信號和RS232串行口。流量計內(nèi)置數(shù)據(jù)記錄功能，可記錄高達40000個數(shù)據(jù)點，并可將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絺€人計算機。具有獨立的存儲功能，可存放16組現(xiàn)場參數(shù)，當(dāng)再次測量時，避免了設(shè)置數(shù)據(jù)的重復(fù)輸入。 

         時差式超聲波流量計通過編程完成預(yù)先設(shè)置的多次測量，而不需要人為二次操作。此外，密碼保護和外殼上的扣鎖設(shè)計可防止無關(guān)人員隨意改動設(shè)置。時差式超聲波流量計可提供連續(xù)工作16小時以上的供電電池，電池再次充電時，則需8小時。與同類產(chǎn)品相比，對不同的管徑和管材，時差式超聲波流量計不需要多個傳感器，其標(biāo)準(zhǔn)配置的傳感器適用于大多數(shù)塑料管、金屬管甚至混凝土管道，適用管徑從25mm至5m.
每臺時差式超聲波流量計均配有“TimeGATE”配置和信號分析軟件，可利用微軟Windows風(fēng)格圖形界面形式來設(shè)置流量計并進行全面的波形分析，取代對流量計的直接設(shè)置和操作，存放的測量數(shù)據(jù)和配置參數(shù)也可輸入給其它一臺或多臺流量計，不必對每臺流量計單獨編程設(shè)置。另外，還可按照ISO、FDA和OSHA標(biāo)準(zhǔn)對標(biāo)定數(shù)據(jù)進行無紙保存和歸檔處理，簡化了數(shù)據(jù)保存和測量報告。

　    時差式超聲波流量計主要可以應(yīng)用于以下場合：
●純水／去離子水
●化學(xué)溶劑
●原水／海水
●冷卻水／冷凝水
●欽料／酒精
●汽／煤／柴油
●自來水／欽用水
●原油／重油
●供熱循環(huán)水

技術(shù)規(guī)格
測量范圍：±0m／s～15m／s；
精度：測量值的±0.5％；
靈敏度：±0.3mm／s；
線性度：±0.1％；
管徑范圍：25mm～5000mm；

功能指標(biāo)
輸出：4～20mA，12位，隔離式，環(huán)路供電或自給供電，RS232串行接口；
電源：內(nèi)置鉛酸電池，標(biāo)準(zhǔn)連續(xù)工作時間8小時，可選16小時供電（可選），插座式AC電池充電器；
顯示：40字符，2行LCD背光顯示，屏面顯示包括：瞬時流量／累積流量、流速、信號強度和系數(shù)T；
鍵盤：19鍵，觸摸式；
溫度：傳感器：-40℃～＋100℃（標(biāo)準(zhǔn)），
可選高溫至-40℃～＋200℃；變送器：-20℃～＋60℃；
濕度：0～100％相對濕度。

 物理特性
變送器：NEMA6（IP67），防水，防浸，開蓋防濺；
傳感器：密封設(shè)計，電纜標(biāo)準(zhǔn)長度5m，可選9m，15m電纜；
重量：帶8小時電池4.9kg，16小時電池6.8Kg
 

 測量原理

         時差式超聲波流量計應(yīng)用于測量液體流速對雙向聲波信號的影響。它的兩個換能器（T1、T2）以一定的間距安裝在管壁外，交替發(fā)射和接受超聲波。當(dāng)聲波在靜止的流體中傳播時，從T1到T2的聲波信號傳送時間與從T2到T1的傳送時間相同；當(dāng)流體流動時，上游換能器T1向下游換能器T2發(fā)射一個信號，同時下游也向上游發(fā)射信號，而流體流速作用于聲波信號，將加快從上游到下游方向的信號速度，同時減慢從下游到上游方向的信號速度，兩個信號之間產(chǎn)生了時間差，由此求得液體的流速，再與圓管的流通截面積相乘，計算出流量。流體速度的基本計算公式為：

    式中：vf-流速；k-標(biāo)定系數(shù)；dt-上下游換能器測量出的時間差；TL-測量出的聲波平均穿過流體的時間。
測量原理如圖1所示：

 優(yōu)點

    （1）采用智能型計算器、大容量的數(shù)據(jù)記錄儀，有200KB到1MB的數(shù)據(jù)存儲器，可以儲流量測量的歷史數(shù)據(jù)，便于判斷儀表故
障，方便計量結(jié)算。

    （2）由換能器和轉(zhuǎn)換器兩部分構(gòu)成。換能器安裝在被測管道的外壁上，無需將管道截斷或流體停流。是一種非接觸式測量，不阻撓管道內(nèi)流體的流動，無壓力損失、無水質(zhì)泄漏，安裝簡單操作方便，量程范圍廣，適合各種口徑的管道。智能度高，儀表維護量小。

    （3）系統(tǒng)設(shè)有自診斷功能，可對管道中流體狀態(tài)進行分析。當(dāng)測量條件滿足工作要求后，能自動恢復(fù)原工作狀態(tài)。

    （4）儀表性能穩(wěn)定，一般的時差式流量計準(zhǔn)確度為1%-2%，可以滿足循環(huán)水測量的需要。

     影響流量計測量準(zhǔn)確度的因素

    （1）上下游直管段對測量準(zhǔn)確度的影響。標(biāo)定系數(shù)K是雷諾數(shù)的函數(shù)，流體從層流過渡到紊流，流速分布不均勻，標(biāo)定系數(shù)k將產(chǎn)生較大的變化，引起測量準(zhǔn)確度下降。根據(jù)使用要求，換能器應(yīng)安裝在上游直管段為10D，下游直管段為5D的位置，對于上游存在泵、閥等設(shè)備時直管段的長度，要求“距離紊流、震動、熱源、噪音源和射線源越遠越好”。我水廠在使用該種流量計時，有一臺流量計因為換能器上游有泵存在，而且換能器安裝位置上游直管段不足10D，造成測量數(shù)據(jù)的波動大，一直不穩(wěn)定。如果換能器安裝位置的上游有泵、閥等設(shè)備，要求直管段為30D以上。因此，直管段長度是保證測量準(zhǔn)確度的主要因素。

    （2）管道參數(shù)設(shè)置對測量準(zhǔn)確度的影響。管道參數(shù)設(shè)置準(zhǔn)確與否，與測量準(zhǔn)確度關(guān)系密切。如果管道材質(zhì)及尺寸的設(shè)置與實際不相符，將使理論管道流通截面積與實際流通截面積產(chǎn)生誤差，導(dǎo)致最終結(jié)果不準(zhǔn)確。另外，換能器之間的發(fā)射間距是根據(jù)流體（聲速、動力黏度）、管道（材質(zhì)和尺寸）、換能器的安裝方式（V法或Z法）等各種參數(shù)綜合運算的結(jié)果，換能器的安裝距離產(chǎn)生偏差，也會引起大的測量誤差。其中管道內(nèi)徑的設(shè)置和安裝距離對測量準(zhǔn)確度影響比較突出。據(jù)有關(guān)資料介紹，若管道內(nèi)徑誤差±1%，則引起約±3%的流量誤差；若安裝距離誤差±1mm將產(chǎn)生±1%以內(nèi)的流量誤差。圖2為不同管道內(nèi)徑誤差±1mm對測量準(zhǔn)確度的影響?？梢姡挥姓_設(shè)置管道參數(shù)，換能器才能安裝準(zhǔn)確，減少管道參數(shù)設(shè)置對測量準(zhǔn)確度的影響。

    （3）換能器安裝位置對測量準(zhǔn)確度的影響。換能器的安裝有反射式（V型）和直射式（Z型）兩種方式（如圖3所示）。利用Z法安裝聲速行程短，可增強信號強度。我廠用于測量進水的兩臺流量計先后采用了兩種方式進行安裝，Z法測量效果明顯優(yōu)于V法。

    （4）耦合劑對測量準(zhǔn)確度的影響。為保證和管道充分接觸，安裝換能器時需要往管道表面均勻的涂一層耦合劑，一般厚度為（2mm-3mm）。將耦合劑內(nèi)的氣泡和顆粒擠出去，使換能器的發(fā)射面緊密貼在管壁上。測量循環(huán)水的流量計多安裝在水井中，環(huán)境潮濕，有時會被水淹，如果選用一般的耦合劑，在短時間內(nèi)便會失效，影響測量準(zhǔn)確度。因此，必須選用特制的防水耦合劑，耦合劑應(yīng)在有效期內(nèi)使用，一般為18個月。為保證測量準(zhǔn)確度，每18個月應(yīng)該重新安裝換能器，并更換耦合劑。

    上述表明，時差試超聲波流量計應(yīng)用于大口徑管道循環(huán)水量的測量具有明顯的*性。只有在使用前了解了儀表的性能標(biāo)準(zhǔn)及安裝要求，選擇良好的安裝位置和滿足安裝條件的管道，正確安裝、使用和維護，才能獲得滿意的應(yīng)用效果。