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超聲波流量計(jì)的歷程
[ 2012/3/30 12:38:17 ] [轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來(lái)源:就是要儀器網(wǎng)]
         超聲波流量計(jì)是近十幾年來(lái)隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展才出現(xiàn)的一種非接觸式儀表,適于測(cè)量不易接觸、觀察的流體以及大管徑流量。使用超聲波流量計(jì),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在不影響生產(chǎn)管線運(yùn)行的情況下進(jìn)行,因而是一種理想的節(jié)能型流量計(jì)。
        超聲波流量計(jì)的測(cè)量是以物理學(xué)中的多普勒效應(yīng)為基礎(chǔ)的。根據(jù)聲學(xué)多普勒效應(yīng),當(dāng)聲源和觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),觀察者所感受到的聲頻率將不同于聲源所發(fā)出的頻率。這個(gè)因相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的頻率變化與兩物體的相對(duì)速度成正比.在超聲波多普勒流量測(cè)量方法中,超聲波發(fā)射器為一固定聲源,隨流體一起運(yùn)動(dòng)的固體顆粒起了與聲源有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的“觀察者”的作用,當(dāng)然它僅僅是把入射到固體顆粒上的超聲波反射回接收據(jù).發(fā)射聲波與接收聲波之間的頻率差,就是由于流體中固體顆粒運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)少的超聲波多普勒頻移.由于這個(gè)頻率差正比于流體流速,所以測(cè)量頻差可以求得流速.進(jìn)而可以得到流體的流量.
 
1.超聲波流量計(jì)的種類很多,依照不同的分類方法,可以分為不同類型的超聲波流量計(jì)。
        時(shí)差式超聲波流量計(jì)是利用聲波在流體中順流傳播和逆流傳播的時(shí)間差與流體流速成正比這一原理來(lái)丈量流體流量的。廣泛應(yīng)用于江、河、水庫(kù)原水測(cè)量,石化產(chǎn)品工藝流檢測(cè),生產(chǎn)過(guò)程耗水量測(cè)量等領(lǐng)域。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要,時(shí)差式超聲波流量計(jì)又分為,便攜式時(shí)差式超聲波流量計(jì),固定式時(shí)差式超聲波流量計(jì),時(shí)差式氣體超聲流量計(jì)。
       便攜式時(shí)差式超聲波流量計(jì)方便移動(dòng)測(cè)量,如PT878便攜式時(shí)差式超聲波流量計(jì)就屬于此類,安裝時(shí)只要把檢測(cè)器夾裝在管道外壁上,不需要截管或停流。因此沒(méi)有一般流量計(jì)所必須的法蘭,也不存在介質(zhì)泄漏、壓力損失等問(wèn)題。
固定式時(shí)差式超聲波流量計(jì)大多應(yīng)用于工廠、車間,對(duì)流體進(jìn)行常規(guī)的實(shí)時(shí)測(cè)量,由于設(shè)備需要經(jīng)年累月的長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn),所以固定式超聲波流量計(jì) 對(duì)穩(wěn)定性、可靠性提出了更高的要求
        時(shí)差式氣體超聲流量計(jì)主要應(yīng)用于石油化工領(lǐng)域中對(duì)氣體流量的檢測(cè),環(huán)保領(lǐng)域亦有應(yīng)用。比如由美國(guó)引進(jìn)的PT878GC便攜式時(shí)差式氣體超聲流量計(jì)可以根據(jù)用戶要求,有標(biāo)準(zhǔn)短管,特殊短管及現(xiàn)場(chǎng)帶壓安裝等多種選擇,能準(zhǔn)確測(cè)量氣體的流速、壓力、瞬時(shí)容積流量和質(zhì)量流量、容積或質(zhì)量流量的累積流量、實(shí)測(cè)和標(biāo)準(zhǔn)密度、紊流度和濕度。具有測(cè)量范圍廣、靈敏度高、精確的特點(diǎn)。
2.根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需要,超聲波流量計(jì)又分為外夾式、插進(jìn)式、管段式三種
       (1)外夾式超聲波流量計(jì)是生產(chǎn)最早,用戶最熟悉且應(yīng)用最廣泛的超聲波流量計(jì),安裝換能器無(wú)需管道斷流,即貼即用,它充分體現(xiàn)了超聲波流量計(jì)安裝簡(jiǎn)單、使用方便的特點(diǎn)。
        (2)某些管道因材質(zhì)疏、導(dǎo)聲不良,或者銹蝕嚴(yán)重,襯里和管道內(nèi)空間有間隙等原因,導(dǎo)致超聲波信號(hào)衰減嚴(yán)重,用外貼式超聲波流量計(jì)無(wú)法正常丈量,所以產(chǎn)生了管段式超聲波流量計(jì)。管段式超聲波流量計(jì)把換能器和丈量管組成一體,解決了外貼式流量計(jì)在丈量中的一個(gè)困難。而且丈量精度也比其它超聲波流量計(jì)要高,但同時(shí)也犧牲了外貼式超聲波流量計(jì)不斷流安裝這一優(yōu)點(diǎn),要求切開管道安裝換能器。
        (3) 插進(jìn)式超聲波流量計(jì) 介于上述二者中間。在安裝上可以不斷流,利用專門工具在有水的管道上打孔,把換能器插進(jìn)管道內(nèi),完成安裝。由于換能器在管道內(nèi),其信號(hào)的發(fā)射、接受只經(jīng)過(guò)被測(cè)介質(zhì),而不經(jīng)過(guò)管壁和襯里,所以其丈量不受管質(zhì)和管襯材料限制
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