《N76超聲流量計》課件

7.6超聲流量計7.6.1工作原理及組成7.6.2選用與安裝考慮要點1精選課件ppt7.6.1工作原理及組成通過檢測流體流動時對超聲束（或超聲脈沖）的作用，以測量體積流量的儀表。超聲流量計的特點：可作非接觸測量；無流動阻撓測量，無額外壓力損失；適用于大型圓形管道和矩形管道；多普勒超聲流量計可測量固相含量較多或含有氣泡的液體；超聲流量計可測量非導(dǎo)電性液體，在無阻撓流量測量方面是對電磁流量計的一種補充。討論用于測量封閉管道液體流量的超聲流量計。2精選課件ppt封閉管道用超聲流量計分類傳播時間法；多普勒效應(yīng)法；波束偏移法；相關(guān)法；噪聲法

3精選課件ppt1.傳播時間法聲波在流體中傳播，順流方向聲波傳播速度會增大，逆流方向則減小，同一傳播距離就有不同的傳播時間。利用傳播速度之差與被測流體流速的關(guān)系求取流速，稱之傳播時間法。按測量具體參數(shù)分類：時差法、相位差法頻差法。4精選課件ppt傳播時間法原理5精選課件ppt（1）流速方程式超聲波逆流從換能器1送到換能器2的傳播速度c被流體流速Vm所減慢，反之，超聲波順流從換能器2傳送到換能器1的傳播速度則被流體流速加快，6精選課件ppt上面兩式相減并變換可得式中，L——超聲波在換能器之間傳播路徑的長度（m）；

x——傳播路徑的軸向分量（m）；

t12——從換能器1到換能器2的傳播時間（s）；

t21——從換能器2到換能器1的傳播時間（s）；

c——超聲波在靜止流體中的傳播速度（m/s）；

Vm——流體通過換能器1、2之間聲道上平均流速（m/s）7精選課件ppt（2）流量方程式測量和計算的流速是聲道上的線平均流速，計算流量所需是流通橫截面的面平均流速，二者的數(shù)值是不同的，差異取決于流速分布狀況 因此，必須用一定的方法對流速分布進行補償。對于夾裝式換能器儀表，還必須對折射角受溫度變化進行補償，才能精確的測得流量。8精選課件ppt體積流量qv為：式中，K——流速分布修正系數(shù)，K=Vm/VDN——管道內(nèi)徑。K是單聲道通過管道中心的流速（分布）修正系數(shù)。管道雷諾數(shù)ReD變化K值將變化，儀表范圍度為10時，K值變化約為1％；范圍度為100時，K值約變化2％。流動從層流轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪鲿r，K值要變化約30％。所以要精確測量時，必須對K值進行動態(tài)補償。9精選課件ppt2.多普勒（效應(yīng)）法

多普勒（效應(yīng)）法是利用在靜止（固定）點檢測從移動源發(fā)射聲波多產(chǎn)生多普勒頻移現(xiàn)象。多普勒法超聲波流量計原理圖10精選課件ppt（1）流速方程式

超聲換能器A向流體發(fā)出頻率為fA的超聲波，經(jīng)照射域內(nèi)液體中散射體，散射的超聲波產(chǎn)生多普勒頻移fd，接收換能器B收到頻率為fB的超聲波，其值為：多普勒頻移fd正比于散射體流動速度：11精選課件ppt（2）流量方程式流量方程式形式上與式（7.6.4）相同Kd是散射體的“照射域”在管中心附近的系數(shù)；其值不適用于在大管徑或含較多散射體達不到管中心附近就獲得散射波的系數(shù)。12精選課件ppt（3）液體溫度影響的修正流體聲速c是溫度的函數(shù)，液溫變化會引起誤差。固體的聲速溫度變化影響比液體小一個數(shù)量級，即流體聲速c用聲楔的聲速c0取代，以減小用液體聲速時的影響。聲楔的射角cosθ=sinφ,sinφ/c＝sinφ0/c0

13精選課件ppt（4）散射體的影響多普勒頻移信號來自速度參差不一的散射體，而所測得各散射體速度和載體液體平均流速間的關(guān)系也有差別。其他參量如散射體粒度大小組合與流動時分布狀況，散射體流速非軸向分量，聲波被散射體衰減程度等均影響頻移信號。14精選課件ppt3.組成組成：超聲換能器（超聲流量傳感器）＋轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器在結(jié)構(gòu)上分：固定盤裝式和便攜式15精選課件ppt7.6超聲流量計7.6.1工作原理及組成7.6.2選用與安裝考慮要點16精選課件ppt7.6.2選用與安裝考慮要點1.測量原理的選擇2.安裝注意事項17精選課件ppt1.測量原理的選擇選擇測量原理是傳播時間法還是多普勒法，主要判斷要素：液體潔凈程度或雜質(zhì)含量，測量精度要求。基本適用條件如表7.6.1所示。對于外夾裝式儀表還要考慮管壁材料和厚度、銹蝕狀況、襯里材料和厚度；對于現(xiàn)場安裝換能器式儀表要考慮換能器類型；對于大管徑傳播時間法儀表要考慮聲道數(shù)。18精選課件ppt表7.6.1測量原理基本適用條件條件傳播時間法多普勒法適用液體水類（江河水，海水農(nóng)業(yè)用水等）,油類（純凈燃油，潤滑油，食用油等），化學(xué)試劑，藥液等含雜質(zhì)多的水（下水，污水，農(nóng)業(yè)用水等），漿類（泥漿，礦漿，紙漿化工料漿等），油類（非凈燃油，重油，原油等）適用懸浮顆粒含量體積含量<1%（包括氣泡）時不影響測量準確度濁度>50－100mg/L儀表基本誤差帶測量管段式±（0.5-1）%R±（3-10）%FS固體粒子含量基本不變時±（0.5-3）%濕式大口徑多聲道濕式小口徑單聲道±1.5%R-±3%R夾裝式（范圍度20:1）重復(fù)性誤差0.1%-0.3%1%信號傳輸電纜長度100-300m,在能保證信號質(zhì)量的前提下，可以小于100m<30m價格較高一般較低19精選課件ppt2.安裝注意事項（1）流量傳感器（即帶測量管段的插入式換能器總成）的安裝 ①安裝本類流量傳感器時管網(wǎng)必須停流，測量點管道必須截斷后接入流量傳感器。 ②連接流量傳感器的管道內(nèi)徑必須與流量傳感器相同，其差別應(yīng)在±1％以內(nèi)。20精選課件ppt③流量傳感器上的傳感器盡可能在與水平直徑成45度的范圍內(nèi)，避免在垂直直徑位置附近安裝。否則在測量液體時換能器聲波表面易受氣體或顆粒影響，在測量氣體時受液滴或顆粒影響。④測量液體時安裝位置必須充滿液體。⑤上下游應(yīng)有必要的直管段。水平管換能器安裝位置21精選課件ppt（2）外夾裝式換能器的安裝①剝凈安裝段內(nèi)保溫層和保護層，并把換能器按裝處的壁面打磨干凈。避免局部凹陷，凸出物修平，漆銹層磨凈。②對于垂直設(shè)置的管道，若為單聲道傳播時間法儀表，換能器的安裝位置應(yīng)盡可能在上游彎管的彎軸平面內(nèi)，以獲得彎管流場畸變后較接近的平均值。22精選課件ppt單聲道換能器垂直管道安裝位置23精選課件ppt③換能器安裝處和管壁反射處必須避開接口和焊縫避開接口和焊縫示意圖24精選課件ppt④換能器安