《N76超聲流量計(jì)》課件

7.6超聲流量計(jì)7.6.1工作原理及組成7.6.2選用與安裝考慮要點(diǎn)1精選課件ppt7.6.1工作原理及組成通過(guò)檢測(cè)流體流動(dòng)時(shí)對(duì)超聲束（或超聲脈沖）的作用，以測(cè)量體積流量的儀表。超聲流量計(jì)的特點(diǎn)：可作非接觸測(cè)量；無(wú)流動(dòng)阻撓測(cè)量，無(wú)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(jì)可測(cè)量固相含量較多或含有氣泡的液體；超聲流量計(jì)可測(cè)量非導(dǎo)電性液體，在無(wú)阻撓流量測(cè)量方面是對(duì)電磁流量計(jì)的一種補(bǔ)充。討論用于測(cè)量封閉管道液體流量的超聲流量計(jì)。2精選課件ppt封閉管道用超聲流量計(jì)分類(lèi)傳播時(shí)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(shí)間法聲波在流體中傳播，順流方向聲波傳播速度會(huì)增大，逆流方向則減小，同一傳播距離就有不同的傳播時(shí)間。利用傳播速度之差與被測(cè)流體流速的關(guān)系求取流速，稱(chēng)之傳播時(shí)間法。按測(cè)量具體參數(shù)分類(lèi)：時(shí)差法、相位差法頻差法。4精選課件ppt傳播時(shí)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(zhǎng)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(shí)間（s）；

t21——從換能器2到換能器1的傳播時(shí)間（s）；

c——超聲波在靜止流體中的傳播速度（m/s）；

Vm——流體通過(guò)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(cè)量和計(jì)算的流速是聲道上的線(xiàn)平均流速，計(jì)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(duì)流速分布進(jìn)行補(bǔ)償。對(duì)于夾裝式換能器儀表，還必須對(duì)折射角受溫度變化進(jìn)行補(bǔ)償，才能精確的測(cè)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(guò)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(shí)，K值變化約為1％；范圍度為100時(shí)，K值約變化2％。流動(dòng)從層流轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪鲿r(shí)，K值要變化約30％。所以要精確測(cè)量時(shí)，必須對(duì)K值進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)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(diǎn)檢測(cè)從移動(dòng)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(jì)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(dòng)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(dá)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(huì)引起誤差。固體的聲速溫度變化影響比液體小一個(gè)數(shù)量級(jí)，即流體聲速c用聲楔的聲速c0取代，以減小用液體聲速時(shí)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(hào)來(lái)自速度參差不一的散射體，而所測(cè)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(dòng)時(shí)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(hào)。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(pán)裝式和便攜式15精選課件ppt7.6超聲流量計(jì)7.6.1工作原理及組成7.6.2選用與安裝考慮要點(diǎn)16精選課件ppt7.6.2選用與安裝考慮要點(diǎn)1.測(cè)量原理的選擇2.安裝注意事項(xiàng)17精選課件ppt1.測(cè)量原理的選擇選擇測(cè)量原理是傳播時(shí)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(cè)量精度要求。基本適用條件如表7.6.1所示。對(duì)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(duì)于現(xiàn)場(chǎng)安裝換能器式儀表要考慮換能器類(lèi)型；對(duì)于大管徑傳播時(shí)間法儀表要考慮聲道數(shù)。18精選課件ppt表7.6.1測(cè)量原理基本適用條件條件傳播時(shí)間法多普勒法適用液體水類(lèi)（江河水，海水農(nóng)業(yè)用水等）,油類(lèi)（純凈燃油，潤(rùn)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(lèi)（泥漿，礦漿，紙漿化工料漿等），油類(lèi)（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(shí)不影響測(cè)量準(zhǔn)確度濁度>50－100mg/L儀表基本誤差帶測(cè)量管段式±（0.5-1）%R±（3-10）%FS固體粒子含量基本不變時(shí)±（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(hào)傳輸電纜長(zhǎng)度100-300m,在能保證信號(hào)質(zhì)量的前提下，可以小于100m<30m價(jià)格較高一般較低19精選課件ppt2.安裝注意事項(xiàng)（1）流量傳感器（即帶測(cè)量管段的插入式換能器總成）的安裝 ①安裝本類(lèi)流量傳感器時(shí)管網(wǎng)必須停流，測(cè)量點(diǎn)管道必須截?cái)嗪蠼尤肓髁總鞲衅鳌?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?xún)?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(cè)量液體時(shí)換能器聲波表面易受氣體或顆粒影響，在測(cè)量氣體時(shí)受液滴或顆粒影響。④測(cè)量液體時(shí)安裝位置必須充滿(mǎn)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(hù)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(duì)于垂直設(shè)置的管道，若為單聲道傳播時(shí)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(chǎng)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(kāi)接口和焊縫避開(kāi)接口和焊縫示意圖24精選課件ppt④換能器安