超声波流量计的优缺点及注意事项

 

超声波流量计的优缺点及注意事项

 

外夹紧式或分段超声流量计是以"速度差法"为原理测量圆管内液体流量的，它采用先进的多脉冲技术、信号数字处理技术和误差校正技术，使流量仪能更好地适应工业现场的环境，测量更加方便、经济、准确，产品达到国内外先进水平，可广泛应用于石油、化工、冶金、电力、给排水等领域。

 

超声波流量计是通过检测流体流动对超声波光束(或超声波脉冲)的影响来测量流量的仪器。

 

超声波流量计

 

原则

 

根据信号检测原理，超声波流量计可分为传播速度差法(直接时差法、时差法、相位差法和频差法)、光束偏移法、多普勒法、互相关法、空间滤波法和噪声法。

 

超声波流量计和超声波流量计一样，是一种通畅的流量计，它是一种不设置任何障碍的仪表，它是一种适合解决流量测量困难问题的流量计，特别是在大口径流量测量方面，它是发展迅速的一种流量计。

 

超声波流量计采用时差测量原理：一探头通过管壁、介质和管壁的另一侧传输信号后，由另一探头接收，第二探头也被第一探头接收，由于介质速度的影响，两者之间存在时差Δt，通过计算可以得到流速V与时差Δt之间的转换关系，从而得到流量Q。

 

利与弊

 

优势

 

超声波流量计是一种非接触式测量仪器，它不仅可以测量大管径介质流量，而且可以用来测量不容易接触和观察的介质，其测量精度很高，几乎不受被测介质各种参数的干扰，特别是解决了其它仪器无法解决的易燃易爆介质的强腐蚀、非导电性、放射性和流量测量等问题。

 

缺点

 

目前，被测流体的主要缺点是被测流体的温度范围受到超声能量交换铝和换能器与管道之间耦合材料的耐温性限制，以及被测流体在高温下的传声速度原始数据不完整。"我国目前只能用于测量200℃以下的流体。此外，超声波流量计的测量电路较一般流量计复杂。这是因为一般工业计量中液体的速度往往为每秒数米，声波在液体中的传播速度约为1500m/s。如果测量速度的精度为1%，那么测量声速的精度应为10-5≤10-6，因此必须有完善的测量电路才能实现，这也是为什么超声波流量计只有在集成电路技术飞速发展的前提下才能得到应用的原因

 

超声波流量计由超声波换能器、电子电路、流量显示和积累系统组成，超声波发射换能器将电能转换成超声波能量并将其传输到被测流体中，接收到的超声波信号由电子电路放大，转换成表示显示和积分计算流量的电信号供给显示和积分计算仪器，从而实现交通的检测和显示。

 

压电换能器是超声波流量计中常用的一种换能器，它利用压电材料的压电效应，采用合适的发射电路将电能加到换能器的压电元件上，使其产生超声振动的说服力。超声波以一定的角度传播到流体中，然后由接收换能器接收，再由压电元件转换成电能进行检测。发射换能器利用压电元件的逆压电效应，而接收换能器利用压电元件的反压电效应。

 

超声波流量计换能器的压电元件常被制成圆形薄板，并沿厚度振动。板材的直径是厚度的10倍以上，以保证振动的方向性。锆钛酸铅主要用于压电元件材料中。为了固定压电元件，使超声波以合适的角度注入流体，必须形成换能器作为一个整体(也称为探头)。声楔材料不仅要求材料具有较高的强度和抗老化性能，而且要求声楔后超声波的能量损失较小，即透射系数接近1。声楔的常用材料是有机玻璃，因为它是透明的，可以观察到声楔中压电元件的组装情况。此外，一些橡胶、塑料和木材也可用作楔形物。