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TDS-100系列超声波流量计的选型及使用指南
点击次数:3528 发布时间:2012-06-27

  TDS-100系列超声波流量计的选型及使用指南

    近几年来,随着电子技术、数字技术的发展,利用超声波脉冲测量流体流量的技术发展很快,基于不同原理,适用于不同场合的各种型式的超声波流量计得到了广泛应用,同时也对广大用户提出如何认识超声波流量计、怎样选择合适的类型,使用中应注意些什么问题等一系列问题,本文综合国内超声波流量计目前的发展情况及多年应用的实践,对上述问题进行了些探讨。

  超声波流量计是近代发展起来的一种新型测量流量的仪表,只要能传播声音的流体均可以用超声波流量计测量;超声波流量计可以测量高粘度液体、非导电性液体或气体的流量,其测量流速的原理是:超声波在流体中的传播速度会随被测流体流速而变化。

  超声波流量计一般不作结算计量仪表使用,对于现场计量点损坏生产不能停机更换,又需要检测参数指导生产的情况也往往用到超声波流量计。超声波流量计zui大优势是用于大口径流量测量(管径大于2米),即使有些结算用计量点,经过使用双方认可,选用精度高的超声波流量计,可以节约成本,并减少维护量。

  超声波流量计的选型及应用

  摘要超声波流量计是一种利用超声波脉冲来测量流体流量的速度式流量仪表,它从80年代开始进入我国工业生产和计量领域,并在90年代得到迅速发展。文章对我佃国内市场上出现了各类超声波流量进行了深入研究分析,结合多年的实际应用经验,系统阐述了超声波流量计的分类方法;从仪表性能、被测介质经济性,实用性等方面总结了选用超声波流量的原则,并对应用中如何选位、安装、维护提出具体建议,为用户合理选择和应用超声波流量计提供了一些可以借鉴的经验和方法。

  关键词超声流量计;换能器;时差式;安装方式

  近几年来,随着电子技术、数字技术的发展,利用超声波脉冲测量流体流量的技术发展很快,基于不同原理,适用于不同场合的各种型式的超声波流量计得到了广泛应用,同时也对广大用户提出如何认识超声波流量计、怎样选择合适的类型,使用中应注意些什么问题等一系列问题,本文综合国内超声波流量计目前的发展情况及多年应用的实践,对上述问题进行了些探讨。

  1 超声波流量计的分类

  超声波流量计的各类很多,依照不同的分类方法,可以分为不同类型的超声波流量计。

  1.1多谱勒式超声波流量计

  换能器1发射频率为f1的超声波信号,经过管道内液体中的悬浮颗粒或气泡后,频率发生偏移,以f2的频率反射到换能器2,这就是多谱勒将就,f2与f1之差即为多谱勒频差fd。

  当管道条件、换能器安装位置、发射频率、声速确定以后,c、f1、θ即为常数,流体流速和多谱勒频移成正比,通过测量频移就可得到流体流速,进而求得流体流量。

  1.2时差式超声波流量计

  时差式超声波流量计是利用声波在流体中顺流传播和逆流传播的时间差与流体流速成正比这一原理来测量流体流量的。

  2 区别

  根据超声波流量计使用场合不同,可以分为固定式超声波流量计和便携式超声波流量计。

  2.1这两类超声波流量计的主要区别

  (1)适用的场合不同

  固定式超声波流量计用于安装在某一固定位置,对某一特定管道内流体的流量进行长期不间断的计量;便携式超声波流量计具有很大的机动性,主要用于对不同管道的流体流量作临时性测量。

  (2)供电方式不同

  固定式超声波流量计要求长期连续运行,所以要使用220V交流电源,便携式超声波流量计既可以使用现场的交流电源,也备有内置充电电池,可以连续工作5~10h[小时],大大方便了不同场合临时性流量测量的需要。

  (3)部分功能不同

  因定式超声波流量计,通常都有4-20mA信号输出等功能,供远传显示使用,但其内部只能存贮一条管道的参数;便携式超声波流量计只是为了现场查看当时流量和短时间内的累计流量,故一般无输出信号功能,但为了方便测量不同管道流量,它具有丰富的贮存功能,可以同时存贮数十条不同管道的参数,供随时调出使用。

  2.2换能器供电方式不同

  可以分为外贴式、插入式、管段式三种超声波流量计。

  (1)外贴式

  外贴式超声波流量计是生产zui早,用户zui熟悉且应用zui广泛的超声波流量计,安装换能器无需管道断流,即贴即用,它充分体现了超声波流量计安装简单、使用方便的特点。

  (2)管段式

  某些管道因材质疏、导声不良,或者锈蚀严重,衬里和管道内空间有间隙等原因,导致超声波信号衰减严重,用外贴式超声波流量计无法正常测量,所以产生了管段式超声波流量计。

  管段式超声波流量计把换能器和测量管组成一体,解决了外贴式流量计在测量中的一个难题。而且测量精度也比其它超声波流量计要高,但同时也牺牲了外贴式超声波流量计不断流安装这一优点,要求切开管道安装换能器。

  (3)插入式

  插入式超声波流量计介于上述二者中间。在安装上可以不断流,利用专门工具在有水的管道上打孔,把换能器插入管道内,完成安装。由于换能器在管道内,其信号的发射、接受只经过被测介质,而不经过管壁和衬里,所以其测量不受管质和管衬材料限制。

  
  4 超声波流量计的应用

  超声波流量计在应用中,需要注意以下几个方面的问题:

  4.1正确选择

  这是超声波流量计能够正常工作的基础。如果选型不当,或会造成流量无法测量,或者用户使用不做便等后果。具体选型原则,前面已做了详细的介绍。

  4.2合理安装

  换能器安装不合理是超声波流量计不能正常工作的主要原因。安装换能器需要考虑位置的确定和方式的选择两个问题。确定位置时除保证足够的上、下游直管段外,尤其要注意换能器尽量避开有变频调速嚣、电焊机等污染电源的场合。在安装方式上,主要有对贴安装方式和V方式、Z方式三种。多谱勒式超声波流量计采用对贴式安装方式,时差式超声波流量计采用V方式和Z方式,通常情况下,管径小于300mm时,采用V方式安装,管径大于200mm时,采用Z方式安装。对于即可以用V方式安装又可以方式安装的换能器,尽量选用Z方式。实践表明,Z方式安装的换能器超声波信号强度高,测量的稳定性也好。

  4.3及时核校

  对于现场安装固定式超声波流量计数量大、范围广的用户,可以配备一台同类型的便携式超声波流量计,用于核校现场仪表的情况。一是坚持一装一校,即对每一台新装超声波流量计在安装调试时进行核校,确保选位好、安装好、测量准;二是对在线运行的超声波流量计发生流量突变时,要利用便携式超声波流量计进行及时核校,查清流量突变的原因,弄清楚是仪表发生故障还是流量确实发生了变化。

  4.4定期维护

  与其他流量仪表相比,超声波流量计的维护量是比较小的。对于外贴换能器超声波流量计,安装以后无水压损失,无潜在漏水,只需定期检查换能器是否松动,与管道之间的粘合剂是否良好即可;插入式超声波流量计,要定期清理探头上沉积的杂质、水垢等有无漏水现象;如果是一体式超声波流量计,要检查流量计与管道之间的法兰链接是否良好,并考虑现场温度和湿度对其电子部件的影响,等待。定期维护可以确保超声波流量计的长期稳定运行。

  超声波流量计使用中注意事项

  1、瞬时流量计波动大?

  A、信号强度波动大;B、本身测量流体波动大;

  解决方法:调整好探头位置,提高信号强度(保持在3%以上)保证信号强度稳定,如本身流体波动大,则位置不好,重新选点,确保前10D后5D的工况要求。

  2、外夹式流量计信号低?

  管径过大,管道结垢严重,或选择安装方式不对。

  解决方法:对于管径过大、结垢严重,建议采用插入式探头,或选择“Z”型安装方式。

  3、插入式探头使用一段时间后信号降低?

  可能探头发生偏移或探头表面水垢厚。

  解决方法:重新调整探头位置,清冼探头发射面。

  4、开机无显示

  检查电源属性是否与仪表的额定值相对应,保险丝是否烧断,如以上问题不荐在,对建议把仪器发回我司由专业技术人员检查。

  5、开机后仪表仅有背光,无任何字符显示

  此情况一般为程序芯片失,建议把仪器发回我司进行处理。

  6、仪表在现场强干扰下无法使用?

  供电电源波动范围较大,周围有变频器或强磁场干扰,接地线不正确。

  解决方法:给仪表提供稳定的供电电源,仪表安装远离变频器和强磁场干扰,有良好的接地线。

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