超声波流量传感器

3.3 超声波流量传感器
超声波流量计的安装 在所有流量计的安装中是 最简单便捷的，只要选择 一个合适的测量点，把测 量点处的管道参数输入到 流量计中，然后把探头捆 绑在管道上即可。
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1.选择测量点 要求选择流体流畅分布均匀的部分，为了保证测量精度。一 般应遵循下列原则：
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三、超声波流量计传感器选用原则 • 1.温度要求. • 2.信号要求.导声较差的介质和大的管道选择低频探头. • 3.精度要求.频率越高精度越高.2寸以下一般用CF-LP探头
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4 .管道要求
(1）直管段要求:前10后5.即在传感器安装位置前10倍直径长度和后5倍 的直径长度无弯头,阀门等引起流体扰动的装置.
（2）准确测量管经外径周长或直径. （3）确定管道材质和壁厚及接触温度. （4）确定是否有内衬及种类和厚度.
3.3 超声波流量传感器 5.介质要求 （1）已列出的介质直接选择 （2）未列出的介质需输入声速或选择跟踪窗口测试 （3）确定声速的目的是在窗口中央将信号检出..
WINDOW
END OF TRANSMIT
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一、超声波流量计工作原理 • 当超声波束在液体中传播时，流体的流动将使传播时间产
生微小变化，并且其传播时间的变化正比于液体的流速， 由此可求出液体的流速。
v MD T
sin2 TupTdown
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F90 0 D 2V
其中
F为瞬时流量（单位：立方米/小时） D为管道的内径（单位：米） V为流速（单位：米/秒）
GOOD SNR
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超声波流量计在安装之前应了解现场情况，包括： 1．安装传感器处距主机距离为多少； 2．管道材质、管壁厚度及管径； 3．管道年限； 4．流体类型、是否含有杂质、 气泡以及是否满管； 5．流体温度； 6．安装现场是否有干扰源
（如变频、强磁场等）； 7．主机安放处四季温度； 8．使用的电源电压是否稳定； 9．是否需要远传信号及种类；
第三章 流量传感器
3.3 超声波流量传感器
3.3 超声波流量传感器
2学时
单元内容
一、知识ຫໍສະໝຸດ Baidu解 1、超声波流量计的特点 2、超声波流量计的原理 3、超声波流量计的分类 4、超声波流量计的选用 5、超声波流量计安装（自学） 6、超声波流量计安装注意事项（自
学） 二、归纳总结 三、作业
3.3 超声波流量传感器
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超声波流量计相关知识， 观看案例、动画、视频，总结超声 波流量计工作过程，
3.3 超声波流量传感器 超声波是一种机械波，是机械振动在媒介中的传播过程。
20KHZ以上频率的机械波称为超声波，其波长较短，近似直线传 播，在固体和液体传播介质内衰减比电磁波小，能量容易集中， 可形成较大强度，产生剧烈振动并引起很多特殊作用。
（1）要选择充满流体的管段，如管路的垂直部分或充满流 体的水平管段。
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（2）测量点要选择距上游10 倍直径，下游5 倍直径以内 均匀直管段,没有任何阀门等干扰。
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（3） 避免安装在管道系统的最高点或带有自由出口的竖直 管道上（流体向下流动）
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轴线水平位置±45o 范围内安装，以防止上部有不满管、 气泡或下部有沉淀等现象影响传感器正常测量。如果受安 装地点空间的限制而不能水平对称安装时，可在保证管内 上部分无气泡的条件下，垂直或有倾角地安装传感器
3.3 超声波流量传感器 (8)选择管材均匀密致，易于超声波传输的管段。
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超声流量计是利用超声波在流体中的传播特性 来测量流量的流量计。
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优点: (1)可做非接触式测量; (2)流体中不插入任何元件，对流速无影响,为无流动阻 挠测量,无压力损失; (3)可测量非导电性液体,对无阻挠测量的电磁流量计是 一种补充。 (4)流量测量准确度几乎不受被测流体温度、压力、粘度、 密度等参数的影响。 (5) 能用于任何液体，特别是具有高黏度、强腐蚀的液 体的流量测量，也能测量气体的流量； (6)对于大口径管道的流量测量，不会因管径大而增加投 资； (7)量程比较宽，可达5：1；输出与流量之间呈线性等优 点
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缺点: (1)传播时间法只能用于清洁液体和气体;而多普勒法只能用于测 量含有一定量悬浮颗粒和气泡的液体; (2)多普勒法测量精度不高。 (3) 可测流体的温度范围受超声波换能铝及换能器与管道之间的 耦合材料耐温程度的限制，以及高温下被测流体传声速度的原始 数据不全。目前我国只能用于测量200℃以下的流体 (4) 测量线路比一般流量计结构复杂,成本较高。 (5)当被测液体中含有气泡或有杂音时，将会影响测量精度，故 要求变送器前后分别有10D和5D的直管段。
实在不能满足时，需把 结垢考虑为衬里以求较 好的测量精度。 * 选择管材均匀密致， 易于超声波传输的管 段。
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2.管路安装 (1)上、下游直管段
（4） 对于开口或半满管的管道，流量计应安装在 U 型管 段处
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(5)充分考虑管内壁结垢状况，尽量选择无结垢的管段进 行测量。实在不能满足时，需把结垢考虑为衬里以求较好 的测量精度。
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(6)要保证测量点处的温度和压力在传感器可工作范围以内。 (7)两个传感器必须安装在管道轴面的水平方向上，并且在
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二、超声波流量计分类
根据对信号检测的原理，超声流量计可分为传播速度差法(直接 时差法、时差法、相位差法和频差法)、波束偏移法、多普勒法、 互相关法、空间滤法及噪声法等。 应用概况 (1)传播时间法应用于清洁、单相液体和气体。 典型应用有工厂排放液、:怪液、液化天然气等; (2)气体应用方面在高压天然气领域已有使用良好 的经验; (3)多普勒法适用于异相含量不太高的双相流体。 例如:未处理污水、工厂排放液、脏流程液; 通常不适用于非常清洁的液体。