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超聲波流量計(jì)
管段式超聲波流量?jī)x表引是以“速度差法”為原理，測(cè)量圓管內(nèi)液體流量的儀表。它采用了*的多脈沖技術(shù)、信號(hào)數(shù)字化處理技術(shù)及糾錯(cuò)技術(shù)，使流量?jī)x表更能適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境，計(jì)量更方便、經(jīng)濟(jì)、準(zhǔn)確。產(chǎn)品達(dá)到國(guó)內(nèi)外*水平，可廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電力、給排水等領(lǐng)域。
超聲波流量計(jì)介紹
定義
超聲波流量計(jì)是通過(guò)檢測(cè)流體流動(dòng)對(duì)超聲束（或超聲脈沖）的作用以測(cè)量流量的儀表。
原理
根據(jù)對(duì)信號(hào)檢測(cè)的原理超聲波流量計(jì)可分為傳播速度差法（直接時(shí)差法、時(shí)差法、相位差法和頻差法）、波束偏移法、多普勒法、互相關(guān)法、空間濾法及噪聲法等。
超聲流量計(jì)和電磁流量計(jì)一樣,因儀表流通通道未設(shè)置任何阻礙件,均屬*流量計(jì),是適于解決流量測(cè)量困難問(wèn)題的一類(lèi)流量計(jì),特別在大口徑流量測(cè)量方面有較突出的優(yōu)點(diǎn),近年來(lái)它是發(fā)展迅速的一類(lèi)流量計(jì)之一。
超聲波流量計(jì)優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):
?。?）可做非接觸式測(cè)量；
?。?）為無(wú)流動(dòng)阻撓測(cè)量,無(wú)壓力損失；
?。?）可測(cè)量非導(dǎo)電性液體,對(duì)無(wú)阻撓測(cè)量的電磁流量計(jì)是一種補(bǔ)充；
?。?）除帶測(cè)量管段式外,一般不需要作實(shí)流校驗(yàn)；
?。?）原理上不受管徑限制,其造價(jià)基本與管徑無(wú)關(guān)。
缺點(diǎn):
（1）傳播時(shí)間法只能用于清潔液體和氣體;而多普勒法只能用于測(cè)量含有一定量懸浮顆粒和氣泡的液體;
（2）多普勒法測(cè)量精度不高。
產(chǎn)品特點(diǎn)
特點(diǎn)
◆*的信號(hào)數(shù)字化處理技術(shù)，使儀表測(cè)量信號(hào)更穩(wěn)定、抗*力強(qiáng)、計(jì)量更準(zhǔn)確。
◆無(wú)機(jī)械傳動(dòng)部件不容易損壞，免維護(hù)，壽命長(zhǎng)。
◆電路更優(yōu)化、集成度高、功耗低、可靠性高。
◆智能化標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出，人機(jī)界面友好、多種二次信號(hào)輸出，供您任意選擇。
◆管段式小管徑測(cè)量經(jīng)濟(jì)又方便，測(cè)量精度高；手持式超聲波流量計(jì)F601/G601的技術(shù)參數(shù)如下：測(cè)量測(cè)量原理:時(shí)差相關(guān)原理流速: 0.01~25 m/s分辨率: 0.025 cm/s重復(fù)性: 0.15%讀數(shù)，視應(yīng)用而定精度:（流場(chǎng)充分發(fā)展且 徑向?qū)ΨQ）體積流量: ± 1%讀數(shù)，視應(yīng)用而定± 0.5%讀數(shù)，經(jīng)過(guò)標(biāo)定流速: ± 0.5%讀數(shù)，視應(yīng)用而定可測(cè)介質(zhì): 所有導(dǎo)聲流體, 且氣泡或固體顆粒的體積含量<10%主機(jī)外殼重量: ~ 1.9kg；防護(hù)等級(jí): IP65 （根據(jù)EN60529）；材質(zhì):鋁合金，粉末涂層尺寸: （226 x 213 x 59）mm （Hx D）通道: 2危險(xiǎn)區(qū): Zone 2電源： 充電電池（6V/4Ah）; 外接電源（100 ~ 240）VAC電池工作時(shí)間: >14h顯示: 2 x 16 字符, 點(diǎn)陣， 帶背光工作溫度: -10 ~ 60℃功耗: < 6W信號(hào)平均: （0 ~ 100）s, 可調(diào)測(cè)量速率: （100 ~ 1000）Hz （1通道）響應(yīng)時(shí)間: 1s （1通道）, 70ms可選.測(cè)量功能測(cè)量量: 體積/ 質(zhì)量流量， 流速, 能量流量（需溫度輸入）累積量: 體積, 質(zhì)量,能量（可選）計(jì)算功能: 平均值, 差值, 總和工作語(yǔ)言: 捷克語(yǔ), 丹麥語(yǔ), 德語(yǔ), 英語(yǔ), 法語(yǔ), 荷蘭語(yǔ), 挪威語(yǔ),波蘭語(yǔ), 西班牙語(yǔ)數(shù)據(jù)記錄可記錄的參數(shù): 所有測(cè)量量及累積量容量: >100000條測(cè)量量通訊接口: RS232, RS485（可選）可通訊的參數(shù): 實(shí)測(cè)值, 記錄值, 參數(shù)記錄軟件: FluxData（可選）
功能
: 下載測(cè)量值/記錄, 圖形顯示, 格式轉(zhuǎn)換操作系統(tǒng): WindowsTM ；過(guò)程輸出（可選）輸出與主設(shè)備電隔離輸出組數(shù)視輸出類(lèi)型而定. 更多信息請(qǐng)洽FLEXIM電流范圍: （0/4-20） mA精度: 0.1%讀數(shù)± 15μA有源輸出: Rext < 500??無(wú)源輸出: Uext < 24V, Rext < 1k??電壓范圍: （0~1） V或（0~10） V精度: 0~1V: 0.1%讀數(shù)± 1mV0~10V: 0.1%讀數(shù)± 10mV儀表阻抗: Ri = 500??頻率范圍: 0~1kHz或0~10kHz集電極開(kāi)路: 24 V/4mA開(kāi)關(guān)量集電極開(kāi)路: 24 V/4mA干簧繼電器: 48 V/0.1A功能,如狀態(tài)輸出: 上下限, 符號(hào)變化或出錯(cuò)脈沖輸出: 值: （0.01~1000）units寬度: （80~1000）ms過(guò)程輸入（可選）輸入與主設(shè)備電隔離, zui多4組輸入.溫度類(lèi)型: Pt100, 四線制范圍: -50℃~400℃分辨率: 0.1 K精度: ± （0.02K + 0.1%讀數(shù)）電流范圍: 有源: （0~20）mA無(wú)源: （-20~20）mA精度: 0.1%讀數(shù)± 10 A有源輸入: Ri = 50??無(wú)源輸入: Uext < 24V, Rext < 1k??電壓范圍: （0~1） V或（0~10） V精度: 0~1V: 0.1%讀數(shù)± 1mV0~10V: 0.1%讀數(shù)± 10mV儀表阻抗: Ri= 1M夾裝式探頭
適用口徑: DN6-DN6500適用溫度: -30 to 400℃ （適用防爆區(qū)）詳見(jiàn)下圖. 更多資料, 請(qǐng)參閱相關(guān)手冊(cè).測(cè)厚探頭（可選）測(cè)量范圍: （1.0 - 200） mm分辨率: 0.01 mm線性度: 0.1 mm標(biāo)準(zhǔn)型: -20℃ to +60℃高溫型: 0℃ to +200℃短時(shí)間可達(dá)+540℃應(yīng)用領(lǐng)域
管段式傳感器參數(shù)
| 性 能 | 參 數(shù) | |
| 測(cè)量液體 | 充滿被測(cè)管道的水、污水及其它均質(zhì)液體，懸浮物含量小于10g/L，粒徑小于1mm。 | |
| 準(zhǔn)確度 | ±1.0% | |
| 流速范圍 | ±0.01m/s~±12.0m/s | |
| 管徑范圍 | DN300mm~DN2000mm | |
| 傳感器材質(zhì) | 鋼或不銹鋼 | |
| 傳感器承壓能力 | 管徑300~600mm，壓力不超過(guò)2MPa；管徑700~2000mm，壓力不超過(guò)1MPa | |
| 轉(zhuǎn)換器 | 環(huán)境溫度：-10℃~+45℃；濕度≤85%（RH） （特殊環(huán)境訂貨時(shí)說(shuō)明） | |
| ? | 壁掛式 | 盤(pán)裝式 | 一體式 | |
| 防護(hù)等級(jí) | IP65 | IP51 | IP65 | |
| 傳感器 | 防護(hù)等級(jí)：IP68 | 常溫型 | 高溫型 | 低溫型 |
| 工作溫度 | 0~50℃ | 0~150℃ | -20~0℃ | |
| 電 纜 | 采用雙芯帶屏蔽高頻電纜，工作溫度-40~+70℃ | | | |
| 信號(hào)輸出 | 模擬量：4~20mA或0~20mA或0~10mA軟件可選；負(fù)載能力小于600Ω | | | |
| 開(kāi)關(guān)量：累計(jì)流量脈沖輸出，閉合3ms，周期6ms，傳輸距離小于500m | | | | |
| 串行口：RS-485，傳輸速率4800bit/s,傳輸距離小于1200m | | | | |
| 鍵 盤(pán) | 1×3按鍵 | | | |
| 顯示器 | 2×16位背光液晶字符顯示器 | | | |
| 顯示內(nèi)容 | 同屏顯示瞬時(shí)流量：-99999.99~+99999.99m3/h
累計(jì)流量： -19999999.99~+19999999.99m3，鍵控顯示累計(jì)運(yùn)行時(shí)間 | | | |
| 數(shù)據(jù)存儲(chǔ) | 累計(jì)流量、累計(jì)運(yùn)行時(shí)間及各項(xiàng)設(shè)置參數(shù)，掉電后數(shù)據(jù)可保存100年 | | | |
| 工作電源 | AC 220V ±15%，50Hz 功率<10W （DC 5~36V、1A，定貨時(shí)提出） | | | |
| 電纜長(zhǎng)度 | 傳感器到轉(zhuǎn)換器的布線距離，10m、20m、30m……300m可選 | | | |
管段式傳感器外型尺寸
| 內(nèi)徑（mm）
DN | 安裝長(zhǎng)度（mm）
L | 法蘭尺寸（mm） | 重 量
（Kg） | 額定壓力
（MPa） | |
| D | Do | N×A | | | |
| 300 | 412 | 485 | 432.0 | 12×26 | 79.1 | 1.6 |
| 350 | 447 | 535 | 476.0 | 12×30 | 88.9 | |
| 400 | 481 | 600 | 540.0 | 16×30 | 102 | |
| 450 | 516 | 635 | 578.0 | 16×33 | 114 | |
| 500 | 552 | 700 | 635.0 | 20×33 | 148 | |
| 600 | 621 | 815 | 749.5 | 20×36 | 212 | |
| 700 | 692 | 915 | 850 | 24×36 | 336 | 1.0 |
| 800 | 759 | 1046 | 970 | 24×40 | 500 | |
| 1000 | 894 | 1288 | 1200 | 28×44 | 821 | |
| 1200 | 1030 | 1522 | 1434 | 32×44 | 1303 | |
| 1400 | 1164 | 1778 | 1670 | 32×48 | 1914 | |
| 1600 | 1298 | 1982 | 1874 | 36×48 | 2442 | |
| 1800 | 1432 | 2236 | 2114 | 36×52 | 3411 | |
| 2000 | 1566 | 2446 | 2324 | 40×52 | 4262 | |
ZR系列超聲波流量計(jì)采用的是時(shí)差法測(cè)量原理。它的高可靠性是積8年的制造經(jīng)驗(yàn)加上博采眾長(zhǎng)，通過(guò)不斷完善提高得到的；是由于采用了的諸如Philips、Tl、美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司
超聲波流量計(jì)
的新型高性能集成元器件加上*的SMD貼裝器件生產(chǎn)線大規(guī)模生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)的。 40皮秒（40×10E-12秒）的時(shí)間分辨率，0.5%的線性度。 低電壓多脈沖原理，保證可靠運(yùn)行。 兩路0.1%精度的模擬輸入，接入溫度傳感器電流信號(hào)，即變成熱量計(jì)！實(shí)現(xiàn)中文顯示，軟件開(kāi)放式設(shè)計(jì)，所有參數(shù)用戶皆可設(shè)定；硬件元件參數(shù)無(wú)關(guān)化設(shè)計(jì)，無(wú)需調(diào)整即能確保每一臺(tái)流量計(jì)具有*相同的性能。主機(jī)機(jī)型有：便攜式、壁掛式、標(biāo)準(zhǔn)盤(pán)裝式、手持式、一體式。傳感器具有：方便安裝的外縛式、可靠工作的插入式、高可靠高精度的標(biāo)準(zhǔn)管段式、超高精度的標(biāo)準(zhǔn)型π管段式。
超聲波流量計(jì)的主要特點(diǎn)是：流體中不插入任何元件，對(duì)流速無(wú)影響，也沒(méi)有壓力損失；能用于任何液體，特別是具有高黏度、強(qiáng)腐蝕，非導(dǎo)電性等性能的液體的流量測(cè)量，也能測(cè)量氣體的流量；對(duì)于大口徑管道的流量測(cè)量，不會(huì)因管徑大而增加投資；量程比較寬，可達(dá)5：1；輸出與流量之間呈線性等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)：當(dāng)被測(cè)液體中含有氣泡或有雜音時(shí)，將會(huì)影響測(cè)量精度，故要求變送器前后分別有10D和5D的直管段；此外，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。
超聲波測(cè)量原理
超聲波在流動(dòng)的流體中傳播時(shí)就載上流體流速的信息。因此通過(guò)接收到的超聲波就可以檢測(cè)出流體的流速，從而換算成流量。根據(jù)檢測(cè)的方式，可分為傳播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪聲法及相關(guān)法等不同類(lèi)型的超聲波流量計(jì)。起聲波流量計(jì)是近十幾年來(lái)隨著集成電路技術(shù)迅速發(fā)展才開(kāi)始應(yīng)用的一種
非接觸式儀表，適于測(cè)量不易接觸和觀察的流體以及大管徑流量。它與水位計(jì)聯(lián)動(dòng)可進(jìn)行敞開(kāi)水流的流量測(cè)量。使用超聲波流量比不用在流體中安裝測(cè)量元件故不會(huì)改變流體的流動(dòng)狀態(tài)，不產(chǎn)生附加阻力，儀表的安裝及檢修均可不影響生產(chǎn)管線運(yùn)行因而是一種理想的節(jié)能型流量計(jì)。
*，目前的工業(yè)流量測(cè)量普遍存在著大管徑、大流量測(cè)量困難的問(wèn)題，這是因?yàn)橐话懔髁坑?jì)隨著測(cè)量管徑的增大會(huì)帶來(lái)制造和運(yùn)輸上的困難，造價(jià)提高、能損加大、安裝不僅這些缺點(diǎn)，超聲波流量計(jì)均可避免。因?yàn)楦黝?lèi)超聲波流量計(jì)均可管外安裝、非接觸測(cè)流，儀表造價(jià)基本上與被測(cè)管道口徑大小無(wú)關(guān)，而其它類(lèi)型的流量計(jì)隨著口徑增加，造價(jià)大幅度增加，故口徑越大超聲波流量計(jì)比相同功能其它類(lèi)型流量計(jì)的功能價(jià)格比越*。被認(rèn)為是較好的大管徑流量測(cè)量?jī)x表，多普勒法超聲波流量計(jì)可測(cè)雙相介質(zhì)的流量，故可用于水道及排污水等臟污流的測(cè)量。在發(fā)電廠中，用便攜式超聲波流量計(jì)測(cè)量水輪機(jī)進(jìn)水量、汽輪機(jī)循環(huán)水量等大管徑流量，比過(guò)去的皮脫管流速計(jì)方便得多。超聲被流量汁也可用于氣體測(cè)量。管徑的適用范圍從2cm到5m，從幾米寬的明渠、暗渠到500m寬的河流都可適用。
另外，*表的流量測(cè)量準(zhǔn)確度幾乎不受被測(cè)流體溫度、壓力、粘度、密度等參數(shù)的影響，又可制成非接觸及便攜式測(cè)量?jī)x表，故可解決其它類(lèi)型儀表所難以測(cè)量的強(qiáng)腐蝕性、非導(dǎo)電性、放射性及易燃易爆介質(zhì)的流量測(cè)量問(wèn)題。另外，鑒于非接觸測(cè)量特點(diǎn)，再配以合理的電子線路，一臺(tái)儀表可適應(yīng)多種管徑測(cè)量和多種流量范圍測(cè)量。超聲波流量計(jì)的適應(yīng)能力也是其它儀表不可比擬的。超聲波流量計(jì)具有上述一些優(yōu)點(diǎn)因此它越來(lái)越受到重視并且向產(chǎn)品系列化、通用化發(fā)展，現(xiàn)已制成不同聲道的標(biāo)準(zhǔn)型、高溫型、防爆型、濕式型儀表以適應(yīng)不同介質(zhì)，不同場(chǎng)合和不同管道條件的流量測(cè)量。
超聲波流量計(jì)目前所存在的缺點(diǎn)主要是可測(cè)流體的溫度范圍受超聲波換能鋁及換能器與管道之間的耦合材料耐溫程度的限制，以及高溫下被測(cè)流體傳聲速度的原始數(shù)據(jù)不全。目前我國(guó)只能用于測(cè)量200℃以下的流體。另外，超聲波流量計(jì)的測(cè)量線路比一般流量計(jì)復(fù)雜。這是因?yàn)椋话愎I(yè)計(jì)量中液體的流速常常是每秒幾米，而聲波在液體中的傳播速度約為1500m/s左右，被測(cè)流體流速（流量）變化帶給聲速的變化量zui大也是10－3數(shù)量級(jí)．若要求測(cè)量流速的準(zhǔn)確度為1%，則對(duì)聲速的測(cè)量準(zhǔn)確度需為10-5～10-6數(shù)量級(jí)，因此必須有完善的測(cè)量線路才能實(shí)現(xiàn)，這也正是超聲波流量計(jì)只有在集成電路技術(shù)迅速發(fā)展的前題下才能得到實(shí)際應(yīng)用的原因。
超聲波流量計(jì)由超聲波換嫩氣、電子線路及流量顯示和累積系統(tǒng)三部分組成。超聲波發(fā)射換能器將電能轉(zhuǎn)換為超聲波能量，并將其發(fā)射到被測(cè)流體中，接收器接收到的超聲波信號(hào)，經(jīng)電子線路放大并轉(zhuǎn)換為代表流量的電信號(hào)供給顯示和積儀表算進(jìn)行顯示和積算。這樣就實(shí)現(xiàn)了流量的檢測(cè)和顯示。
超聲波流量計(jì)常用壓電換能器。它利用壓電材料的壓電效應(yīng)，采用適出的發(fā)射電路把電能加到發(fā)射換能器的壓電元件上，使其產(chǎn)生超聲波振勸。超聲波以某一角度射入流體中傳播，然后由接收換能器接收，并經(jīng)壓電元件變?yōu)殡娔?，以便檢測(cè)。發(fā)射換能器利用壓電元件的逆壓電效應(yīng)，而接收換能器則是利用壓電效應(yīng)。
超聲波流量計(jì)換能器的壓電元件常做成圓形薄片，沿厚度振動(dòng)。薄片直徑超過(guò)厚度的10倍，以保證振動(dòng)的方向性。壓電元件材料多采用鋯鈦酸鉛。為固定壓電元件，使超聲波以合適的角度射入到流體中，需把元件故人聲楔中，構(gòu)成換能器整體（又稱探頭）。聲楔的材料不僅要求強(qiáng)度高、耐老化，而且要求超聲波經(jīng)聲楔后能量損失小即透射系數(shù)接近1。常用的聲楔材料是有機(jī)玻璃，因?yàn)樗该?，可以觀察到聲楔中壓電元件的組裝情況。另外，某些橡膠、塑料及膠木也可作聲楔材料。
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