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TDS-100系列超聲波流量計(jì)的選型及使用指南

2012-6-27  閱讀(4987)

  TDS-100系列超聲波流量計(jì)的選型及使用指南

    近幾年來(lái),隨著電子技術(shù)、數(shù)字技術(shù)的發(fā)展,利用超聲波脈沖測(cè)量流體流量的技術(shù)發(fā)展很快,基于不同原理,適用于不同場(chǎng)合的各種型式的超聲波流量計(jì)得到了廣泛應(yīng)用,同時(shí)也對(duì)廣大用戶提出如何認(rèn)識(shí)超聲波流量計(jì)、怎樣選擇合適的類型,使用中應(yīng)注意些什么問(wèn)題等一系列問(wèn)題,本文綜合國(guó)內(nèi)超聲波流量計(jì)目前的發(fā)展情況及多年應(yīng)用的實(shí)踐,對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行了些探討。

  超聲波流量計(jì)是近代發(fā)展起來(lái)的一種新型測(cè)量流量的儀表,只要能傳播聲音的流體均可以用超聲波流量計(jì)測(cè)量;超聲波流量計(jì)可以測(cè)量高粘度液體、非導(dǎo)電性液體或氣體的流量,其測(cè)量流速的原理是:超聲波在流體中的傳播速度會(huì)隨被測(cè)流體流速而變化。

  超聲波流量計(jì)一般不作結(jié)算計(jì)量?jī)x表使用,對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量點(diǎn)損壞生產(chǎn)不能停機(jī)更換,又需要檢測(cè)參數(shù)指導(dǎo)生產(chǎn)的情況也往往用到超聲波流量計(jì)。超聲波流量計(jì)zui大勢(shì)是用于大口徑流量測(cè)量(管徑大于2米),即使有些結(jié)算用計(jì)量點(diǎn),經(jīng)過(guò)使用雙方認(rèn)可,選用精度高的超聲波流量計(jì),可以節(jié)約成本,并減少維護(hù)量。

  超聲波流量計(jì)的選型及應(yīng)用

  摘要超聲波流量計(jì)是一種利用超聲波脈沖來(lái)測(cè)量流體流量的速度式流量?jī)x表,它從80年代開始進(jìn)入我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)和計(jì)量領(lǐng)域,并在90年代得到迅速發(fā)展。文章對(duì)我佃國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上出現(xiàn)了各類超聲波流量進(jìn)行了深入研究分析,結(jié)合多年的實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),系統(tǒng)闡述了超聲波流量計(jì)的分類方法;從儀表性能、被測(cè)介質(zhì)經(jīng)濟(jì)性,實(shí)用性等方面總結(jié)了選用超聲波流量的原則,并對(duì)應(yīng)用中如何選位、安裝、維護(hù)提出具體建議,為用戶合理選擇和應(yīng)用超聲波流量計(jì)提供了一些可以借鑒的經(jīng)驗(yàn)和方法。

  關(guān)鍵詞超聲流量計(jì);換能器;時(shí)差式;安裝方式

  近幾年來(lái),隨著電子技術(shù)、數(shù)字技術(shù)的發(fā)展,利用超聲波脈沖測(cè)量流體流量的技術(shù)發(fā)展很快,基于不同原理,適用于不同場(chǎng)合的各種型式的超聲波流量計(jì)得到了廣泛應(yīng)用,同時(shí)也對(duì)廣大用戶提出如何認(rèn)識(shí)超聲波流量計(jì)、怎樣選擇合適的類型,使用中應(yīng)注意些什么問(wèn)題等一系列問(wèn)題,本文綜合國(guó)內(nèi)超聲波流量計(jì)目前的發(fā)展情況及多年應(yīng)用的實(shí)踐,對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行了些探討。

  1 超聲波流量計(jì)的分類

  超聲波流量計(jì)的各類很多,依照不同的分類方法,可以分為不同類型的超聲波流量計(jì)。

  1.1多譜勒式超聲波流量計(jì)

  換能器1發(fā)射頻率為f1的超聲波信號(hào),經(jīng)過(guò)管道內(nèi)液體中的懸浮顆?;驓馀莺?,頻率發(fā)生偏移,以f2的頻率反射到換能器2,這就是多譜勒將就,f2與f1之差即為多譜勒頻差fd。

  當(dāng)管道條件、換能器安裝位置、發(fā)射頻率、聲速確定以后,c、f1、θ即為常數(shù),流體流速和多譜勒頻移成正比,通過(guò)測(cè)量頻移就可得到流體流速,進(jìn)而求得流體流量。

  1.2時(shí)差式超聲波流量計(jì)

  時(shí)差式超聲波流量計(jì)是利用聲波在流體中順流傳播和逆流傳播的時(shí)間差與流體流速成正比這一原理來(lái)測(cè)量流體流量的。

  2 區(qū)別

  根據(jù)超聲波流量計(jì)使用場(chǎng)合不同,可以分為固定式超聲波流量計(jì)和便攜式超聲波流量計(jì)。

  2.1這兩類超聲波流量計(jì)的主要區(qū)別

 ?。?)適用的場(chǎng)合不同

  固定式超聲波流量計(jì)用于安裝在某一固定位置,對(duì)某一特定管道內(nèi)流體的流量進(jìn)行長(zhǎng)期不間斷的計(jì)量;便攜式超聲波流量計(jì)具有很大的機(jī)動(dòng)性,主要用于對(duì)不同管道的流體流量作臨時(shí)性測(cè)量。

 ?。?)供電方式不同

  固定式超聲波流量計(jì)要求長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行,所以要使用220V交流電源,便攜式超聲波流量計(jì)既可以使用現(xiàn)場(chǎng)的交流電源,也備有內(nèi)置充電電池,可以連續(xù)工作5~10h[小時(shí)],大大方便了不同場(chǎng)合臨時(shí)性流量測(cè)量的需要。

  (3)部分功能不同

  因定式超聲波流量計(jì),通常都有4-20mA信號(hào)輸出等功能,供遠(yuǎn)傳顯示使用,但其內(nèi)部只能存貯一條管道的參數(shù);便攜式超聲波流量計(jì)只是為了現(xiàn)場(chǎng)查看當(dāng)時(shí)流量和短時(shí)間內(nèi)的累計(jì)流量,故一般無(wú)輸出信號(hào)功能,但為了方便測(cè)量不同管道流量,它具有豐富的貯存功能,可以同時(shí)存貯數(shù)十條不同管道的參數(shù),供隨時(shí)調(diào)出使用。

  2.2換能器供電方式不同

  可以分為外貼式、插入式、管段式三種超聲波流量計(jì)。

 ?。?)外貼式

  外貼式超聲波流量計(jì)是生產(chǎn)zui早,用戶zui熟悉且應(yīng)用zui廣泛的超聲波流量計(jì),安裝換能器無(wú)需管道斷流,即貼即用,它充分體現(xiàn)了超聲波流量計(jì)安裝簡(jiǎn)單、使用方便的特點(diǎn)。

  (2)管段式

  某些管道因材質(zhì)疏、導(dǎo)聲不良,或者銹蝕嚴(yán)重,襯里和管道內(nèi)空間有間隙等原因,導(dǎo)致超聲波信號(hào)衰減嚴(yán)重,用外貼式超聲波流量計(jì)無(wú)法正常測(cè)量,所以產(chǎn)生了管段式超聲波流量計(jì)。

  管段式超聲波流量計(jì)把換能器和測(cè)量管組成一體,解決了外貼式流量計(jì)在測(cè)量中的一個(gè)難題。而且測(cè)量精度也比其它超聲波流量計(jì)要高,但同時(shí)也犧牲了外貼式超聲波流量計(jì)不斷流安裝這一點(diǎn),要求切開管道安裝換能器。

  (3)插入式

  插入式超聲波流量計(jì)介于上述二者中間。在安裝上可以不斷流,利用專門工具在有水的管道上打孔,把換能器插入管道內(nèi),完成安裝。由于換能器在管道內(nèi),其信號(hào)的發(fā)射、接受只經(jīng)過(guò)被測(cè)介質(zhì),而不經(jīng)過(guò)管壁和襯里,所以其測(cè)量不受管質(zhì)和管襯材料限制。

  
  4 超聲波流量計(jì)的應(yīng)用

  超聲波流量計(jì)在應(yīng)用中,需要注意以下幾個(gè)方面的問(wèn)題:

  4.1正確選擇

  這是超聲波流量計(jì)能夠正常工作的基礎(chǔ)。如果選型不當(dāng),或會(huì)造成流量無(wú)法測(cè)量,或者用戶使用不做便等后果。具體選型原則,前面已做了詳細(xì)的介紹。

  4.2合理安裝

  換能器安裝不合理是超聲波流量計(jì)不能正常工作的主要原因。安裝換能器需要考慮位置的確定和方式的選擇兩個(gè)問(wèn)題。確定位置時(shí)除保證足夠的上、下游直管段外,尤其要注意換能器盡量避開有變頻調(diào)速囂、電焊機(jī)等污染電源的場(chǎng)合。在安裝方式上,主要有對(duì)貼安裝方式和V方式、Z方式三種。多譜勒式超聲波流量計(jì)采用對(duì)貼式安裝方式,時(shí)差式超聲波流量計(jì)采用V方式和Z方式,通常情況下,管徑小于300mm時(shí),采用V方式安裝,管徑大于200mm時(shí),采用Z方式安裝。對(duì)于即可以用V方式安裝又可以方式安裝的換能器,盡量選用Z方式。實(shí)踐表明,Z方式安裝的換能器超聲波信號(hào)強(qiáng)度高,測(cè)量的穩(wěn)定性也好。

  4.3及時(shí)核校

  對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)安裝固定式超聲波流量計(jì)數(shù)量大、范圍廣的用戶,可以配備一臺(tái)同類型的便攜式超聲波流量計(jì),用于核?,F(xiàn)場(chǎng)儀表的情況。一是堅(jiān)持一裝一校,即對(duì)每一臺(tái)新裝超聲波流量計(jì)在安裝調(diào)試時(shí)進(jìn)行核校,確保選位好、安裝好、測(cè)量;二是對(duì)在線運(yùn)行的超聲波流量計(jì)發(fā)生流量突變時(shí),要利用便攜式超聲波流量計(jì)進(jìn)行及時(shí)核校,查清流量突變的原因,弄清楚是儀表發(fā)生故障還是流量確實(shí)發(fā)生了變化。

  4.4定期維護(hù)

  與其他流量?jī)x表相比,超聲波流量計(jì)的維護(hù)量是比較小的。對(duì)于外貼換能器超聲波流量計(jì),安裝以后無(wú)水壓損失,無(wú)潛在漏水,只需定期檢查換能器是否松動(dòng),與管道之間的粘合劑是否良好即可;插入式超聲波流量計(jì),要定期清理探頭上沉積的雜質(zhì)、水垢等有無(wú)漏水現(xiàn)象;如果是一體式超聲波流量計(jì),要檢查流量計(jì)與管道之間的法蘭鏈接是否良好,并考慮現(xiàn)場(chǎng)溫度和濕度對(duì)其電子部件的影響,等待。定期維護(hù)可以確保超聲波流量計(jì)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

  超聲波流量計(jì)使用中注意事項(xiàng)

  1、瞬時(shí)流量計(jì)波動(dòng)大?

  A、信號(hào)強(qiáng)度波動(dòng)大;B、本身測(cè)量流體波動(dòng)大;

  解決方法:調(diào)整好探頭位置,提高信號(hào)強(qiáng)度(保持在3%以上)保證信號(hào)強(qiáng)度穩(wěn)定,如本身流體波動(dòng)大,則位置不好,重新選點(diǎn),確保*D后5D的工況要求。

  2、外夾式流量計(jì)信號(hào)低?

  管徑過(guò)大,管道結(jié)垢嚴(yán)重,或選擇安裝方式不對(duì)。

  解決方法:對(duì)于管徑過(guò)大、結(jié)垢嚴(yán)重,建議采用插入式探頭,或選擇“Z”型安裝方式。

  3、插入式探頭使用一段時(shí)間后信號(hào)降低?

  可能探頭發(fā)生偏移或探頭表面水垢厚。

  解決方法:重新調(diào)整探頭位置,清冼探頭發(fā)射面。

  4、開機(jī)無(wú)顯示

  檢查電源屬性是否與儀表的額定值相對(duì)應(yīng),保險(xiǎn)絲是否燒斷,如以上問(wèn)題不薦在,對(duì)建議把儀器發(fā)回我司由專業(yè)技術(shù)人員檢查。

  5、開機(jī)后儀表僅有背光,無(wú)任何字符顯示

  此情況一般為程序芯片失,建議把儀器發(fā)回我司進(jìn)行處理。

  6、儀表在現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)干擾下無(wú)法使用?

  供電電源波動(dòng)范圍較大,周圍有變頻器或強(qiáng)磁場(chǎng)干擾,接地線不正確。

  解決方法:給儀表提供穩(wěn)定的供電電源,儀表安裝遠(yuǎn)離變頻器和強(qiáng)磁場(chǎng)干擾,有良好的接地線。

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