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天津市比利科技發(fā)展有限公司
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更新時間：2023-06-12 07:04:19瀏覽次數(shù)：131次
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外夾式超聲波流量計
超聲波流量計
概述
外夾式超聲波流量儀表是以“速度差法"為原理，測量圓管內液體流量的儀表。它采用了*的多脈沖技術、信號數(shù)字化處理技術及糾錯技術，使流量儀表更能適應工業(yè)現(xiàn)場的環(huán)境，計量更方便、經(jīng)濟、準確。產(chǎn)品可廣泛應用于石油、化工、冶金、電力、給排水等領域。
工作原理
當超聲波束在液體中傳播時，液體的流動將使傳播時間產(chǎn)生微小變化，并且其傳播時間的變化正比于液體的流速，其關系符合下列表達式
其中
θ為聲束與液體流動方向的夾角
M 為聲束在液體的直線傳播次數(shù)
D 為管道內徑
Tup 為聲束在正方向上的傳播時間
Tdown為聲束在逆方向上的傳播時間
ΔT=Tup –Tdown
設靜止流體中的聲速為c，流體流動的速度為u，傳播距離為L，當聲波與流體流動方向一致時（即順流方向），其傳播速度為c+u；反之，傳播速度為c-u.在相距為L的兩處分別放置兩組超聲波發(fā)生器和接收器（T1,R1）和（T2,R2）。當T1順方向，T2逆方向發(fā)射超聲波時，超聲波分別到達接收器R1和R2所需要的時間為t1和t2,則
t1=L/(c+u)； t2=L/(c-u)
由于在工業(yè)管道中，流體的流速比聲速小的多，即c>>u,因此兩者的時間差為 ▽t=t2-t1=2Lu/cc 由此可知，當聲波在流體中的傳播速度c已知時，只要測出時間差▽t即可求出流速u，進而可求出流量Q。利用這個原理進行流量測量的方法稱為時差法。此外還可用相差法、頻差法等。
相差法
如果超聲波發(fā)射器發(fā)射連續(xù)超聲脈沖或周期較長的脈沖列，則在順流和逆流發(fā)射時所接收到的信號之間便要產(chǎn)生相位差▽O,即▽O=w▽t=2wLu/cc
式中，w為超聲波角頻率。當測得▽O時即可求出u,進而求得流量Q。此法用測量相位差▽O代替了測量微小的時差▽t，有利于提高測量精度。但存在者聲速c對測量結果的影響。
頻差法
為了消除聲速c的影響，常采用頻差法。由前可知，上、下游接收器接受到的超聲波的頻率之差為▽f可用下式表示 ▽f=[（c+u）/L]-[(c-u)/L]=2u/L
由此可知，只要測得▽f就可求得流量Q，并且此法與聲速無關。超聲波技術及其應用一、沒測量水位概況
特點
◆的信號數(shù)字化處理技術，使儀表測量信號更穩(wěn)定、抗力強、計量更準確。
◆無機械傳動部件不容易損壞，免維護，壽命長。
◆電路更優(yōu)化、集成度高；功耗低、可靠性高。
◆智能化標準信號輸出，人機界面友好、多種二次信號輸出，供您任意選擇。
◆外夾式現(xiàn)場管道不用斷流，安裝方便。
應用領域
廣泛應用于石油、化工、冶金、電力、給排水等領域。
產(chǎn)品分類
5.1 超聲波流量計/熱量表的組成
超聲波流量計=主機+超聲波傳感器傳感器
超聲波熱量表=主機+超聲波傳感器傳感器+溫度傳感器
5.2主機分類
類型名稱 | 分體式 | 一體式 | 模塊 | ||
壁掛式 | 盤裝式 | 防爆式 | |||
圖 片 |
5.3流量傳感器和溫度傳感器的分類
5.4測量組成圖
5.4.1分體式超聲波流量計測量組成圖
注：盤裝式、防爆式組成圖與上圖相同
5.4.2一體式超聲波測量組成圖
5.4.3超聲波模塊測量組成圖
供回水管道安裝 PT100溫度傳感器 ，接入超聲波流量計即實現(xiàn)熱量測量
外形尺寸與接線
6.1分體式主機的安裝及接線
6.1.1壁掛式防爆式主機尺寸安裝與說明
厚度75mm 厚度165mm
壁掛式用于掛墻安裝用 防爆式用于防爆場合
4個φ6mm膨脹螺栓固定 防爆等級：DIIBT5
或鐵釘固定 用4個φ8mm的膨脹螺栓固定
壁掛式防爆式主機接線
6.1.2盤裝式尺寸圖及接線
盤裝式用于儀表盤安裝
開孔尺寸：152*76mm
6.1.3一體式主機安裝尺寸及接線圖
一體主機接線圖
打開后蓋即可完成接線，接線完成后，請上緊防水接頭和后蓋螺絲，以免漏水。切勿打開前蓋。
6.1.4模塊的安裝尺寸及接線圖
6.2傳感器的簡介及接線圖
外夾式傳感器簡介
外夾式傳感器接線圖
安裝與調試
7.1選擇安裝地點
安裝點的正確選擇是傳感器安裝的關鍵，選擇安裝點必須考慮下列因素：滿管、振動、穩(wěn)流、結垢、溫度、壓力、電磁干擾以及儀表井。
*滿管
以下情況確定為滿管流體。
*振動
安裝點的管道不能有明顯振動，否則需要加固管道。
*穩(wěn)流
穩(wěn)定流動的流體有助于保證測量精度，而流動狀態(tài)混亂的流體會使測量精度難以得到保證 。
滿足穩(wěn)流條件的標準要求：
①管道遠離泵出口、半開閥門，上游10D,下游5D (D：管道外徑）；
＠距離泵出口、半開閥門30D。
*結垢
管內壁結垢會衰減超聲波信號的傳輸，并且會使管道內徑變小 。所以內壁結垢的管道會使流量計不能正常測量或影響測量精度，因此，要盡量避免選擇啻道內壁結垢的地方作為安裝點。
*溫度
安裝點的流體溫度必須在傳感器的使用范圍內。應盡量選擇溫度更低的安裝點。所以，同一管線盡量避免鍋爐水出口、換熱器出口的地方，盡可能安在回水管道上。標準外夾式、插入式使用溫度：-30-90℃；高溫外夾式、插入式使用溫度：-30-160℃。
*壓力
標配的插入式和管段式傳感器可承受的壓力值為：1.6MPa.超出此壓力需定制。
*電磁干擾
超聲波流量計的主機、傳感器以及信號電纜很容易受到變頻器、電臺、 電視臺、微波通訊站、GSM基站、高壓線等干擾源的干擾。所以選擇傳感器和主機安裝點時，盡量遠離這些干擾源。
主機機殼、傳感器、超聲波電纜的屏蔽層都要接地。
不要和變頻器采用同一路電源，應采用隔離的電源，給主機供電。
*儀表井
對于埋入地下的管道或者需要保護流量計的測量點，需要修建儀表井。為了保證足夠的安裝調試空間，儀表井的尺寸應滿足下列要求。
注;D代表管道直徑
7.2外夾式傳感器的安裝與調試
安裝之前請核對管道參數(shù)、流體參數(shù)設置準確，以保證安裝的正確性。
7.2.1安裝流程
選擇安裝方法→輸入測量參數(shù)→處理管道表面→安裝傳感器→固定傳感器→檢查安裝
7.2.2選擇安裝方法及安裝點位
外夾傳感器的安裝方式有V法和Z法。
*V法
DN15mm-200mm的管道優(yōu)先選用V法，安裝時兩傳感器水平對齊，其中心線與管道軸線平行即可，并注意發(fā)射方向一定相對。
*Z法
DN200mm-6000mm的管道優(yōu)先選用Z法，在V法測不到信號或信號質量差時也可選用Z法。安裝時讓兩個傳感器之間沿管軸方向的垂直距離等于安裝距離，并且保證兩個傳感器在同一軸面上即可，并注意發(fā)射方向一定相對。
7.2.3定位安裝點
*V法
上下游傳感器安裝點連線與管軸平行，且距離為主機顯示的安裝距離。
如圖所示：A, B為所需定位的安裝點 。
*Z法
①按照主機提供的安裝距離在管道同側先定位兩個安裝點A、C，兩個安裝點的連線AC與管軸平行。
②將下游傳感器安裝點C沿垂直于管軸的方向延長管周長的一半，得到點B。
③檢查。用軟線從兩側測量A點到B點的距離，得到長度AB1和AB2，如果AB1=AB2，則說明B點定值準確，否則需再次定位C、B點。
如圖所示：A, B為所需定位的上下游傳感器安裝點。
7.2.4處理定位的安裝點表面
定位的安裝點需要除掉油漆、銹跡、防腐層，用打磨機打磨出金屬光澤，并擦去油污和灰塵。
7.2.5安裝傳感器
傳感器接線、密封完成后，在傳感器的發(fā)射面上，歸勻涂抹2-3mm隨機附帶的耦合劑，然后搜按安裝距離把傳感器安接在己經(jīng)處理好的管道表面上，并用鋼帶或鋼絲繩固定。
7.3檢查安裝
本機帶有檢查功能，菜單M90用于檢查信號強度和信號質量，菜單M91
用于檢查實測與理論傳輸時間比 。
7.3.1 檢查信號強度和信號質量
M90窗口用于顯示流量計所檢測到的上下游的信號強度和信號質量Q值。
信號強度用00.0--99.9的數(shù)字表示。00.0指示沒有收到信號，99.9表示
信號。信號強度≥60.0，流量計才能進行測量，
信號質量Q值用 0-99的數(shù)字表示，00表示最差，99表示最好。一般正常工作條件是信號質量Q值＞60。
安裝時，請注意調整傳感器，使信號強度和信號質量越大越好，這樣才能保證流量計長期穩(wěn)定運行，使測量結果更準確 。
信號強度和信號質量安裝參考表
信號強度、Q值 | 安裝結果判斷 |
<60 | 無法工作 |
60-75 | 差 |
75-80 | 良 |
>80 | 優(yōu) |
7.3.2檢查傳輸時間比
M91窗口用于顯示傳輸時間比，傳輸時間比是按流量計設置的參數(shù)計算超聲波的理論傳輸時間與實際測量的傳輸時間的百分比值，它表示設置的測量參擻與傳感器實際安裝距離之間的關系。這個值應該介于97%-103%。
如果傳輸時間比不在97%--103%之間，說明設定的測量參數(shù)與傳感器安裝距離是不一致的，則設置的測量參數(shù)或傳感器安裝距離有誤，請分別檢查。
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