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外夾式超聲波流量計(jì)

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產(chǎn)品簡(jiǎn)介

外夾式超聲波流量計(jì)

詳細(xì)介紹

超聲波流量計(jì)

概述

外夾式超聲波流量?jī)x表是以“速度差法"為原理，測(cè)量圓管內(nèi)液體流量的儀表。它采用了*的多脈沖技術(shù)、信號(hào)數(shù)字化處理技術(shù)及糾錯(cuò)技術(shù)，使流量?jī)x表更能適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境，計(jì)量更方便、經(jīng)濟(jì)、準(zhǔn)確。產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電力、給排水等領(lǐng)域。

工作原理

當(dāng)超聲波束在液體中傳播時(shí)，液體的流動(dòng)將使傳播時(shí)間產(chǎn)生微小變化，并且其傳播時(shí)間的變化正比于液體的流速，其關(guān)系符合下列表達(dá)式

其中

θ為聲束與液體流動(dòng)方向的夾角

M 為聲束在液體的直線傳播次數(shù)

D 為管道內(nèi)徑

Tup 為聲束在正方向上的傳播時(shí)間

Tdown為聲束在逆方向上的傳播時(shí)間

ΔT=Tup –Tdown

設(shè)靜止流體中的聲速為c，流體流動(dòng)的速度為u，傳播距離為L(zhǎng)，當(dāng)聲波與流體流動(dòng)方向一致時(shí)（即順流方向），其傳播速度為c+u；反之，傳播速度為c-u.在相距為L(zhǎng)的兩處分別放置兩組超聲波發(fā)生器和接收器（T1,R1）和（T2,R2）。當(dāng)T1順?lè)较颍琓2逆方向發(fā)射超聲波時(shí)，超聲波分別到達(dá)接收器R1和R2所需要的時(shí)間為t1和t2,則

t1=L/(c+u)； t2=L/(c-u)

由于在工業(yè)管道中，流體的流速比聲速小的多，即c>>u,因此兩者的時(shí)間差為 ▽t=t2-t1=2Lu/cc 由此可知，當(dāng)聲波在流體中的傳播速度c已知時(shí)，只要測(cè)出時(shí)間差▽t即可求出流速u(mài)，進(jìn)而可求出流量Q。利用這個(gè)原理進(jìn)行流量測(cè)量的方法稱為時(shí)差法。此外還可用相差法、頻差法等。

相差法

如果超聲波發(fā)射器發(fā)射連續(xù)超聲脈沖或周期較長(zhǎng)的脈沖列，則在順流和逆流發(fā)射時(shí)所接收到的信號(hào)之間便要產(chǎn)生相位差▽O,即▽O=w▽t=2wLu/cc

式中，w為超聲波角頻率。當(dāng)測(cè)得▽O時(shí)即可求出u,進(jìn)而求得流量Q。此法用測(cè)量相位差▽O代替了測(cè)量微小的時(shí)差▽t，有利于提高測(cè)量精度。但存在者聲速c對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。

頻差法

為了消除聲速c的影響，常采用頻差法。由前可知，上、下游接收器接受到的超聲波的頻率之差為▽f可用下式表示 ▽f=[（c+u）/L]-[(c-u)/L]=2u/L

由此可知，只要測(cè)得▽f就可求得流量Q，并且此法與聲速無(wú)關(guān)。超聲波技術(shù)及其應(yīng)用一、沒(méi)測(cè)量水位概況

特點(diǎn)

◆的信號(hào)數(shù)字化處理技術(shù)，使儀表測(cè)量信號(hào)更穩(wěn)定、抗力強(qiáng)、計(jì)量更準(zhǔn)確。

◆無(wú)機(jī)械傳動(dòng)部件不容易損壞，免維護(hù)，壽命長(zhǎng)。

◆電路更優(yōu)化、集成度高；功耗低、可靠性高。

◆智能化標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出，人機(jī)界面友好、多種二次信號(hào)輸出，供您任意選擇。

◆外夾式現(xiàn)場(chǎng)管道不用斷流，安裝方便。

應(yīng)用領(lǐng)域

廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電力、給排水等領(lǐng)域。

產(chǎn)品分類

5.1 超聲波流量計(jì)/熱量表的組成

超聲波流量計(jì)=主機(jī)+超聲波傳感器傳感器

超聲波熱量表=主機(jī)+超聲波傳感器傳感器+溫度傳感器

5.2主機(jī)分類

類

型

名

稱

分體式

一體式

模塊

壁掛式

盤(pán)裝式

防爆式

圖

片

5.3流量傳感器和溫度傳感器的分類

5.4測(cè)量組成圖

5.4.1分體式超聲波流量計(jì)測(cè)量組成圖

注：盤(pán)裝式、防爆式組成圖與上圖相同

5.4.2一體式超聲波測(cè)量組成圖

5.4.3超聲波模塊測(cè)量組成圖

供回水管道安裝 PT100溫度傳感器，接入超聲波流量計(jì)即實(shí)現(xiàn)熱量測(cè)量

外形尺寸與接線

6.1分體式主機(jī)的安裝及接線

6.1.1壁掛式防爆式主機(jī)尺寸安裝與說(shuō)明

厚度75mm 厚度165mm

壁掛式用于掛墻安裝用防爆式用于防爆場(chǎng)合

4個(gè)φ6mm膨脹螺栓固定防爆等級(jí)：DIIBT5

或鐵釘固定用4個(gè)φ8mm的膨脹螺栓固定

壁掛式防爆式主機(jī)接線

6.1.2盤(pán)裝式尺寸圖及接線

盤(pán)裝式用于儀表盤(pán)安裝

開(kāi)孔尺寸：152*76mm

6.1.3一體式主機(jī)安裝尺寸及接線圖

主機(jī)通常安裝于管道上，為了防止儀表井水淹沒(méi)主機(jī)，也可安裝于井壁。

一體主機(jī)接線圖

打開(kāi)后蓋即可完成接線，接線完成后，請(qǐng)上緊防水接頭和后蓋螺絲，以免漏水。切勿打開(kāi)前蓋。

6.1.4模塊的安裝尺寸及接線圖

6.2傳感器的簡(jiǎn)介及接線圖

外夾式傳感器簡(jiǎn)介

外夾式傳感器接線圖

安裝與調(diào)試

7.1選擇安裝地點(diǎn)

安裝點(diǎn)的正確選擇是傳感器安裝的關(guān)鍵，選擇安裝點(diǎn)必須考慮下列因素：滿管、振動(dòng)、穩(wěn)流、結(jié)垢、溫度、壓力、電磁干擾以及儀表井。

*滿管

以下情況確定為滿管流體。

*振動(dòng)

安裝點(diǎn)的管道不能有明顯振動(dòng)，否則需要加固管道。

*穩(wěn)流

穩(wěn)定流動(dòng)的流體有助于保證測(cè)量精度，而流動(dòng)狀態(tài)混亂的流體會(huì)使測(cè)量精度難以得到保證。

滿足穩(wěn)流條件的標(biāo)準(zhǔn)要求：

①管道遠(yuǎn)離泵出口、半開(kāi)閥門(mén)，上游10D,下游5D (D：管道外徑）；

＠距離泵出口、半開(kāi)閥門(mén)30D。

*結(jié)垢

管內(nèi)壁結(jié)垢會(huì)衰減超聲波信號(hào)的傳輸，并且會(huì)使管道內(nèi)徑變小。所以內(nèi)壁結(jié)垢的管道會(huì)使流量計(jì)不能正常測(cè)量或影響測(cè)量精度，因此，要盡量避免選擇啻道內(nèi)壁結(jié)垢的地方作為安裝點(diǎn)。

*溫度

安裝點(diǎn)的流體溫度必須在傳感器的使用范圍內(nèi)。應(yīng)盡量選擇溫度更低的安裝點(diǎn)。所以，同一管線盡量避免鍋爐水出口、換熱器出口的地方，盡可能安在回水管道上。標(biāo)準(zhǔn)外夾式、插入式使用溫度：-30-90℃；高溫外夾式、插入式使用溫度：-30-160℃。

*壓力

標(biāo)配的插入式和管段式傳感器可承受的壓力值為：1.6MPa.超出此壓力需定制。

*電磁干擾

超聲波流量計(jì)的主機(jī)、傳感器以及信號(hào)電纜很容易受到變頻器、電臺(tái)、電視臺(tái)、微波通訊站、GSM基站、高壓線等干擾源的干擾。所以選擇傳感器和主機(jī)安裝點(diǎn)時(shí)，盡量遠(yuǎn)離這些干擾源。

主機(jī)機(jī)殼、傳感器、超聲波電纜的屏蔽層都要接地。

不要和變頻器采用同一路電源，應(yīng)采用隔離的電源，給主機(jī)供電。

*儀表井

對(duì)于埋入地下的管道或者需要保護(hù)流量計(jì)的測(cè)量點(diǎn)，需要修建儀表井。為了保證足夠的安裝調(diào)試空間，儀表井的尺寸應(yīng)滿足下列要求。

注;D代表管道直徑

7.2外夾式傳感器的安裝與調(diào)試

安裝之前請(qǐng)核對(duì)管道參數(shù)、流體參數(shù)設(shè)置準(zhǔn)確，以保證安裝的正確性。

7.2.1安裝流程

選擇安裝方法→輸入測(cè)量參數(shù)→處理管道表面→安裝傳感器→固定傳感器→檢查安裝

7.2.2選擇安裝方法及安裝點(diǎn)位

外夾傳感器的安裝方式有V法和Z法。

*V法

DN15mm-200mm的管道優(yōu)先選用V法，安裝時(shí)兩傳感器水平對(duì)齊，其中心線與管道軸線平行即可，并注意發(fā)射方向一定相對(duì)。

*Z法

DN200mm-6000mm的管道優(yōu)先選用Z法，在V法測(cè)不到信號(hào)或信號(hào)質(zhì)量差時(shí)也可選用Z法。安裝時(shí)讓兩個(gè)傳感器之間沿管軸方向的垂直距離等于安裝距離，并且保證兩個(gè)傳感器在同一軸面上即可，并注意發(fā)射方向一定相對(duì)。

7.2.3定位安裝點(diǎn)

*V法

上下游傳感器安裝點(diǎn)連線與管軸平行，且距離為主機(jī)顯示的安裝距離。

如圖所示：A, B為所需定位的安裝點(diǎn) 。

*Z法

①按照主機(jī)提供的安裝距離在管道同側(cè)先定位兩個(gè)安裝點(diǎn)A、C，兩個(gè)安裝點(diǎn)的連線AC與管軸平行。

②將下游傳感器安裝點(diǎn)C沿垂直于管軸的方向延長(zhǎng)管周長(zhǎng)的一半，得到點(diǎn)B。

③檢查。用軟線從兩側(cè)測(cè)量A點(diǎn)到B點(diǎn)的距離，得到長(zhǎng)度AB1和AB2，如果AB1=AB2，則說(shuō)明B點(diǎn)定值準(zhǔn)確，否則需再次定位C、B點(diǎn)。

如圖所示：A, B為所需定位的上下游傳感器安裝點(diǎn)。

7.2.4處理定位的安裝點(diǎn)表面

定位的安裝點(diǎn)需要除掉油漆、銹跡、防腐層，用打磨機(jī)打磨出金屬光澤，并擦去油污和灰塵。

7.2.5安裝傳感器

傳感器接線、密封完成后，在傳感器的發(fā)射面上，歸勻涂抹2-3mm隨機(jī)附帶的耦合劑，然后搜按安裝距離把傳感器安接在己經(jīng)處理好的管道表面上，并用鋼帶或鋼絲繩固定。

7.3檢查安裝

本機(jī)帶有檢查功能，菜單M90用于檢查信號(hào)強(qiáng)度和信號(hào)質(zhì)量，菜單M91

用于檢查實(shí)測(cè)與理論傳輸時(shí)間比。

7.3.1 檢查信號(hào)強(qiáng)度和信號(hào)質(zhì)量

M90窗口用于顯示流量計(jì)所檢測(cè)到的上下游的信號(hào)強(qiáng)度和信號(hào)質(zhì)量Q值。

信號(hào)強(qiáng)度用00.0--99.9的數(shù)字表示。00.0指示沒(méi)有收到信號(hào)，99.9表示

信號(hào)。信號(hào)強(qiáng)度≥60.0，流量計(jì)才能進(jìn)行測(cè)量，

信號(hào)質(zhì)量Q值用 0-99的數(shù)字表示，00表示最差，99表示最好。一般正常工作條件是信號(hào)質(zhì)量Q值＞60。

安裝時(shí)，請(qǐng)注意調(diào)整傳感器，使信號(hào)強(qiáng)度和信號(hào)質(zhì)量越大越好，這樣才能保證流量計(jì)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，使測(cè)量結(jié)果更準(zhǔn)確。

信號(hào)強(qiáng)度和信號(hào)質(zhì)量安裝參考表

信號(hào)強(qiáng)度、Q值	安裝結(jié)果判斷
<60	無(wú)法工作
60-75	差
75-80	良
>80	優(yōu)

7.3.2檢查傳輸時(shí)間比

M91窗口用于顯示傳輸時(shí)間比，傳輸時(shí)間比是按流量計(jì)設(shè)置的參數(shù)計(jì)算超聲波的理論傳輸時(shí)間與實(shí)際測(cè)量的傳輸時(shí)間的百分比值，它表示設(shè)置的測(cè)量參擻與傳感器實(shí)際安裝距離之間的關(guān)系。這個(gè)值應(yīng)該介于97%-103%。

如果傳輸時(shí)間比不在97%--103%之間，說(shuō)明設(shè)定的測(cè)量參數(shù)與傳感器安裝距離是不一致的，則設(shè)置的測(cè)量參數(shù)或傳感器安裝距離有誤，請(qǐng)分別檢查。

關(guān)鍵詞：超聲波流量計(jì) 超聲波發(fā)生器人機(jī)界面流量計(jì) 熱量表

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