氣體超聲波流量計簡介

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

超聲傳感器（ultrasonictransducer）氣體超聲流量計采用既能發(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元件。如上圖所示，這種傳感器成對地安裝在管壁上。一個傳感器所發(fā)射的超聲波脈沖穿過管道，在管道內(nèi)壁發(fā)生反射后，會被另一個傳感器所接收。每一個傳感器即能發(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電信號脈沖信號數(shù)據(jù)采集板與探頭通訊，信號放大、數(shù)字化處理，發(fā)送到CPU板CPU主板通過時差計算聲速、流速連線板現(xiàn)場電源、信號線接口流量計算機根據(jù)流量計、壓變、溫變、色譜分析儀數(shù)據(jù)進行計算超聲波探頭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，結構緊湊，插入表體淺，不易受污垢影響，壽命長探頭的特點超聲波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信號線連接流量計算機、上傳數(shù)據(jù)J8網(wǎng)線連接機柜網(wǎng)絡交換機、外界訪問CPU板J4現(xiàn)場標定測試脈沖接線常見故障CPU板故障后流量計不能工作，與流量計算機通信中斷數(shù)據(jù)采集板故障后某一探頭或者幾個探頭的數(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，溫變超聲波標準診斷參數(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)是指一對探頭間的平均流速；平均流速是指各個聲道所測得的氣體流速的加權平均值；流速比率（VelocityRatio）是指每個聲道的流速除以流量計的平均流速。聲速（SpeedofSound）四個聲道的聲速應該基本上都是相等的，如果出現(xiàn)某個聲道聲速偏差較大則該對探頭可能存在問題。平均增益（Gain）增益指為了使接受信號達到需要的振幅強度，需要對其增強多少。如果信號的強度衰減，則其增益增加。不同的流體條件對流量計的增益有很大的影響；相同流態(tài)下，大口徑的流量計由于其聲道較長，故其增益會比小口徑的要大。信號質(zhì)量（SignalQuality,Performance）在低流速下，信號質(zhì)量應基本是100%，而在接近所允許的最大流速時，小于100%的信號質(zhì)量是可能發(fā)生的，但如果儀表內(nèi)的流量僅達到最高流量的50%時信號質(zhì)量未達到100%時，應對儀表進行檢查，另外小于100%的信號質(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和背景噪聲的數(shù)值比率，具體公式如下：如果噪音成為問題則可以通過信噪比進行判斷噪音的來源。通常情況下流量計正常工作時具有較高的信噪比，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、簡述流量計算機的功能。（1）計算功能：采集現(xiàn)場信號以計算想得到的參數(shù)；（2）顯示功能：顯示需要的各種參數(shù)；（3）控制功能：可控制閥門等設備；（4）報警功能；（5）數(shù)據(jù)傳輸功能：可向各類終端設備以數(shù)字，模擬或脈沖信號形式傳送數(shù)據(jù)；2、超聲波流量計的維護內(nèi)容。（1）長時間不使用超聲波流量計應關閉其流量計算機電源。（2）如果超聲波流量計長時沒有運行，啟動前應仔細檢查接線和各連接點有無漏氣現(xiàn)象。（3）應定期檢查信號處理單元、聲道有無故障、零流量測量是否準確、超聲換能器表面是否有沉積物、每個聲道的增益（AGC）、信號質(zhì)量與噪音、查看流量、聲速、平均流量、工況流量。結構—三聲道流量計

Instromet采用的是一個單反射和兩個雙反射技術，Controlotron采用單反射技術，不確定度為0.7~1.0%。結構—三聲道流量計結構—四聲道和五聲道流量計四聲道流量計：Daniel采用的是直射技術，不確定度為0.5%左右。五聲道流量計：目前只有Instromet公司推出此產(chǎn)品，有三個聲道采用單反射技術，兩個聲道采用旋轉(zhuǎn)方向相反的雙反射技術，對旋渦流的流量測量準確度較高，不確定度為0.5%左右。結構—四聲道流量計計量特性工作原理簡單；測量準確度高，量程比大，一般都是1：20，可達到1：100；適應性強，上游直管段最好25~30D，下游直管段最好10D(加流動調(diào)節(jié)器，上游最短10D，下游5D，加上表體約20D)；無可動部件，可直接進行清管作業(yè)；受壓力變化影響較??；為高科技產(chǎn)品，各廠家的產(chǎn)品都有其獨特的專利技術，一次性投資高；多聲道，尤其是四聲道和五聲道流量計能適用多種流態(tài)；計量特性聲速,溫度,氣體運行狀況的測量是相對獨立的特別適用于高壓氣體,一般最