氣體超聲波流量計(jì)簡(jiǎn)介

工作原理超聲波流量計(jì)時(shí)利用超聲脈沖在氣流中傳播的速度與氣流的速度有對(duì)應(yīng)的關(guān)系，即順流時(shí)的超聲脈沖傳播速度比逆流時(shí)傳播的速度要快，這兩種超聲波脈沖傳播的時(shí)間差越大，則流量也越大的原理。原理示意圖傳輸時(shí)間.004傳輸時(shí)間.007=.003結(jié)構(gòu)流量計(jì)本體超聲波探頭CPU板（主板）數(shù)據(jù)采集板（放大板）超聲波連線板SPU指信號(hào)處理單元，每個(gè)傳感器通過(guò)鎧裝同軸電纜與SPU連接。它是安裝在防爆密封箱內(nèi)的電路板，信號(hào)處理單元安裝在測(cè)量管段上。信號(hào)處理單元（signalprocessingunit或SPU）四聲道的Q.Sonic超聲流量計(jì)的信號(hào)處理單元（SPU）都裝在一個(gè)隔爆并全天候的密封箱中，信號(hào)處理單元是實(shí)現(xiàn)控制超聲傳感器工作、AGC自動(dòng)增益的調(diào)節(jié)、處理超聲傳感器接受的信號(hào)、判斷信號(hào)有效性、計(jì)算工況體積流量、與流量計(jì)算機(jī)通訊等功能的電子單元。流量計(jì)本體放大板標(biāo)況的參比條件是101.325Kpa,200C

超聲傳感器（ultrasonictransducer）氣體超聲流量計(jì)采用既能發(fā)射又能接收超聲波脈沖（頻率大于20000Hz的聲波）的超聲傳感器作為檢測(cè)元件。如上圖所示，這種傳感器成對(duì)地安裝在管壁上。一個(gè)傳感器所發(fā)射的超聲波脈沖穿過(guò)管道，在管道內(nèi)壁發(fā)生反射后，會(huì)被另一個(gè)傳感器所接收。每一個(gè)傳感器即能發(fā)射也能接受超聲波脈沖。探頭發(fā)送、接收超聲波脈沖信號(hào)電信號(hào)脈沖信號(hào)數(shù)據(jù)采集板與探頭通訊，信號(hào)放大、數(shù)字化處理，發(fā)送到CPU板CPU主板通過(guò)時(shí)差計(jì)算聲速、流速連線板現(xiàn)場(chǎng)電源、信號(hào)線接口流量計(jì)算機(jī)根據(jù)流量計(jì)、壓變、溫變、色譜分析儀數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算超聲波探頭1，高頻率，低功耗，低電壓工作，高效，安全2，靈敏度高3，可以在線帶壓更換，更換電纜不影響工作及精度4，適用廣泛5，結(jié)構(gòu)緊湊，插入表體淺，不易受污垢影響，壽命長(zhǎng)探頭的特點(diǎn)超聲波CPU板接線插口超聲波數(shù)據(jù)采集板（放大板）超聲波連線板接口功能作用J2電源線24V提供電源J7485信號(hào)線連接流量計(jì)算機(jī)、上傳數(shù)據(jù)J8網(wǎng)線連接機(jī)柜網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、外界訪問(wèn)CPU板J4現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定測(cè)試脈沖接線常見故障CPU板故障后流量計(jì)不能工作，與流量計(jì)算機(jī)通信中斷數(shù)據(jù)采集板故障后某一探頭或者幾個(gè)探頭的數(shù)據(jù)均不正常探頭故障后該探頭的數(shù)據(jù)不正常流量突變要注意壓變，溫變超聲波標(biāo)準(zhǔn)診斷參數(shù)聲道流速、平均流速、流速比率聲速平均增益信號(hào)質(zhì)量信噪比聲道流速、平均流速、流速比率聲道流速(FlowVelocity)是指一對(duì)探頭間的平均流速；平均流速是指各個(gè)聲道所測(cè)得的氣體流速的加權(quán)平均值；流速比率（VelocityRatio）是指每個(gè)聲道的流速除以流量計(jì)的平均流速。聲速（SpeedofSound）四個(gè)聲道的聲速應(yīng)該基本上都是相等的，如果出現(xiàn)某個(gè)聲道聲速偏差較大則該對(duì)探頭可能存在問(wèn)題。平均增益（Gain）增益指為了使接受信號(hào)達(dá)到需要的振幅強(qiáng)度，需要對(duì)其增強(qiáng)多少。如果信號(hào)的強(qiáng)度衰減，則其增益增加。不同的流體條件對(duì)流量計(jì)的增益有很大的影響；相同流態(tài)下，大口徑的流量計(jì)由于其聲道較長(zhǎng)，故其增益會(huì)比小口徑的要大。信號(hào)質(zhì)量（SignalQuality,Performance）在低流速下，信號(hào)質(zhì)量應(yīng)基本是100%，而在接近所允許的最大流速時(shí)，小于100%的信號(hào)質(zhì)量是可能發(fā)生的，但如果儀表內(nèi)的流量?jī)H達(dá)到最高流量的50%時(shí)信號(hào)質(zhì)量未達(dá)到100%時(shí)，應(yīng)對(duì)儀表進(jìn)行檢查，另外小于100%的信號(hào)質(zhì)量并不意味著儀表精度的降低。信噪比（Signal-to-NoiseRation,SNR）信噪比是接受到的信號(hào)和背景噪聲的數(shù)值比率，具體公式如下：如果噪音成為問(wèn)題則可以通過(guò)信噪比進(jìn)行判斷噪音的來(lái)源。通常情況下流量計(jì)正常工作時(shí)具有較高的信噪比，低信噪比意味著可能存在控制閥噪聲，也有可能是超聲波探頭臟污需要清洗等情況。1、簡(jiǎn)述流量計(jì)算機(jī)的功能。（1）計(jì)算功能：采集現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)以計(jì)算想得到的參數(shù)；（2）顯示功能：顯示需要的各種參數(shù)；（3）控制功能：可控制閥門等設(shè)備；（4）報(bào)警功能；（5）數(shù)據(jù)傳輸功能：可向各類終端設(shè)備以數(shù)字，模擬或脈沖信號(hào)形式傳送數(shù)據(jù)；2、超聲波流量計(jì)的維護(hù)內(nèi)容。（1）長(zhǎng)時(shí)間不使用超聲波流量計(jì)應(yīng)關(guān)閉其流量計(jì)算機(jī)電源。（2）如果超聲波流量計(jì)長(zhǎng)時(shí)沒(méi)有運(yùn)行，啟動(dòng)前應(yīng)仔細(xì)檢查接線和各連接點(diǎn)有無(wú)漏氣現(xiàn)象。（3）應(yīng)定期檢查信號(hào)處理單元、聲道有無(wú)故障、零流量測(cè)量是否準(zhǔn)確、超聲換能器表面是否有沉積物、每個(gè)聲道的增益（AGC）、信號(hào)質(zhì)量與噪音、查看流量、聲速、平均流量、工況流量。結(jié)構(gòu)—三聲道流量計(jì)

Instromet采用的是一個(gè)單反射和兩個(gè)雙反射技術(shù)，Controlotron采用單反射技術(shù)，不確定度為0.7~1.0%。結(jié)構(gòu)—三聲道流量計(jì)結(jié)構(gòu)—四聲道和五聲道流量計(jì)四聲道流量計(jì)：Daniel采用的是直射技術(shù)，不確定度為0.5%左右。五聲道流量計(jì)：目前只有Instromet公司推出此產(chǎn)品，有三個(gè)聲道采用單反射技術(shù)，兩個(gè)聲道采用旋轉(zhuǎn)方向相反的雙反射技術(shù)，對(duì)旋渦流的流量測(cè)量準(zhǔn)確度較高，不確定度為0.5%左右。結(jié)構(gòu)—四聲道流量計(jì)計(jì)量特性工作原理簡(jiǎn)單；測(cè)量準(zhǔn)確度高，量程比大，一般都是1：20，可達(dá)到1：100；適應(yīng)性強(qiáng)，上游直管段最好25~30D，下游直管段最好10D(加流動(dòng)調(diào)節(jié)器，上游最短10D，下游5D，加上表體約20D)；無(wú)可動(dòng)部件，可直接進(jìn)行清管作業(yè)；受壓力變化影響較??；為高科技產(chǎn)品，各廠家的產(chǎn)品都有其獨(dú)特的專利技術(shù)，一次性投資高；多聲道，尤其是四聲道和五聲道流量計(jì)能適用多種流態(tài)；計(jì)量特性聲速,溫度,氣體運(yùn)行狀況的測(cè)量是相對(duì)獨(dú)立的特別適用于高壓氣體,一般最