適合于封閉管道污水流量測量的超聲波流量計
點擊次數(shù):2531 發(fā)布時間:2021-03-19 07:34:09
1、前言
目前用于污水管道流量計計量的儀表主要有電磁流量計(Electro-magnetic Flowmeter)和超聲波流量計(Ultrascric Flowmeter,以下簡稱USF),其中又以USF為大多數(shù),就超聲波技術(shù)測量測流量而言,有用于封閉管道的,也有用于明渠的,而用于明渠的USF,是由流槽或堰配超聲波物(液)位計組成,就檢測儀表的類別而言,實質(zhì)上是超聲波液位計,以下就適合于封閉管道污水流量計測量的 USF談點看法。
2、USF的選用
2.1USF的主要優(yōu)點
(1)USF是一種非接觸式流量計,除具有電磁流量計的優(yōu)點(無壓力損失、不干擾流場、能測量強腐蝕及含雜質(zhì)的介質(zhì))外,還可測量非導(dǎo)電介質(zhì)的流量,而且不受流體溫度、粘度、密度的影響。
(2)通用性好,同一臺表可測不同口徑的管道內(nèi)的介質(zhì)流量。
(3)安裝維修方便,在管道的外測進行夾裝就可測量管道內(nèi)液體流量。不需要切斷流體,不影響管道內(nèi)流體的正常流通,安裝時不需要閥門、法蘭、旁通管等,安裝費用低。
(4)特別適用于大口徑管道的流量測量,由于沒有壓力損失,節(jié)能效果顯著。
2.2USF儀表的選用
根據(jù)作用原理超聲波流量計可劃分為兩大類:傳播速度差法和多譜勒法,傳播速度差法包含相位差法、時間差法和聲循環(huán)法等,就實用性而言,主要是時間差法和多譜勒法。
2.2.1時差式流量計
其原理為如取靜止流體中的聲速為C,流體流動的速度為V,當聲波的傳播方向與流體的流動方向一致(順流方向)時,其傳播速度為C+V;而當聲波的傳播方向與流體流動方向相反(逆流方向)時,其傳播速度為C-V。時差式流量計便是通過安裝在上、下游的發(fā)射器分別發(fā)出的二個聲波(順、逆流),計算出在不同流向閉的傳播時差,*后便可測出流體的平均流速。
2.2.2多譜勒流量計
2.2.2.1原理
多譜勒流量計通過過一個探頭,向管內(nèi)連續(xù)發(fā)射固定頻率的超聲波,當超聲波遇到隨液體流動的顆?;驓馀輹r,其反射波頻率會產(chǎn)生與流速成正比的偏移(Doppler效應(yīng)),另 一個探頭接收反射渡信號,微處理器經(jīng)過頻譜分析后,就可以得到管內(nèi)流體的流量數(shù)據(jù)。如果流體介質(zhì)中無固體物或氣泡等,則不會形成多譜勒現(xiàn)象,所以這種流量計特別適合于測量污水、原油、重油等介質(zhì)。
2.2.2.2選用
多譜勒流量計的測量精度一般為±2%,高的可以達到±10%,流速測量范圍一般在0.02~10m/s,線性度為量程的±
0.5%從表面的技術(shù)指標看,這種流量計不如時差式流量計,但在用來測量高含量氣泡或高含量固體的液體時,其精度、穩(wěn)定性、可靠性要優(yōu)于時差式流量計。
目前,多譜勒流量計的主要性能有:
(1)由于采用計算機技術(shù)和先進的數(shù)字信號處理技術(shù),使流量計從模擬處理進人了全數(shù)字化處理時代;
(2)可測的介質(zhì)種類多,適合測量各種器材及古有各種內(nèi)村的管道;
(3)采用數(shù)字濾波和數(shù)字頻譜分析,能自動識剮多譜勒信號和噪音,增強了多譜勒信號接收靈敏度和檢測能力,測量精度提高,抗干擾能力強;
(4)采用工作于更高能量水平上的大型發(fā)射晶體,流量計能使聲波更有效地穿過管壁材質(zhì),從而產(chǎn)生更強、更準確的回波信號,提高儀表的精度、穩(wěn)定性和可靠性;
(5)采用同步調(diào)制和快速付里葉變換技術(shù)測量和分析多譜勒信號,使流量計可測的流速可低至0.02m/s(以往的多譜勒流量計在贏速低于0.15m/s時就無法使用);
(6)二次儀表功能增強,不僅可顯示多項工藝所需的參數(shù),還有可編程繼電器可用作泵或閥門的控制,節(jié)省了投資。
2.3可用于污水管道流量計測量的USF
目前國外USF的制造廠家有60印家以上,主要集中在英、美、日、德等國.已有許多國外公司的產(chǎn)品進人我國市場,我國USF的起步較晚,70年代才有一些大學(xué)和研究所研箭開發(fā),現(xiàn)在**大約有十幾家USF的制造廠家,年產(chǎn)量估計在5000~7000臺,就產(chǎn)品的質(zhì)量來看,國產(chǎn)的USF與國外產(chǎn)品還存在一些差距,下表給出了在國內(nèi)一些用戶中用于測量污水管道流量計且效果較好的產(chǎn)品型號及其部分主要技術(shù)指標,需要特別說明的是,時差式流量計雖然可用于測量污水管道流量計,但其使用效果不如多譜勒流量計好。
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超聲波流量計的應(yīng)用范圍
目前用于污水管道流量計計量的儀表主要有電磁流量計(Electro-magnetic Flowmeter)和超聲波流量計(Ultrascric Flowmeter,以下簡稱USF),其中又以USF為大多數(shù),就超聲波技術(shù)測量測流量而言,有用于封閉管道的,也有用于明渠的,而用于明渠的USF,是由流槽或堰配超聲波物(液)位計組成,就檢測儀表的類別而言,實質(zhì)上是超聲波液位計,以下就適合于封閉管道污水流量計測量的 USF談點看法。
2、USF的選用
2.1USF的主要優(yōu)點
(1)USF是一種非接觸式流量計,除具有電磁流量計的優(yōu)點(無壓力損失、不干擾流場、能測量強腐蝕及含雜質(zhì)的介質(zhì))外,還可測量非導(dǎo)電介質(zhì)的流量,而且不受流體溫度、粘度、密度的影響。
(2)通用性好,同一臺表可測不同口徑的管道內(nèi)的介質(zhì)流量。
(3)安裝維修方便,在管道的外測進行夾裝就可測量管道內(nèi)液體流量。不需要切斷流體,不影響管道內(nèi)流體的正常流通,安裝時不需要閥門、法蘭、旁通管等,安裝費用低。
(4)特別適用于大口徑管道的流量測量,由于沒有壓力損失,節(jié)能效果顯著。
2.2USF儀表的選用
根據(jù)作用原理超聲波流量計可劃分為兩大類:傳播速度差法和多譜勒法,傳播速度差法包含相位差法、時間差法和聲循環(huán)法等,就實用性而言,主要是時間差法和多譜勒法。
2.2.1時差式流量計
其原理為如取靜止流體中的聲速為C,流體流動的速度為V,當聲波的傳播方向與流體的流動方向一致(順流方向)時,其傳播速度為C+V;而當聲波的傳播方向與流體流動方向相反(逆流方向)時,其傳播速度為C-V。時差式流量計便是通過安裝在上、下游的發(fā)射器分別發(fā)出的二個聲波(順、逆流),計算出在不同流向閉的傳播時差,*后便可測出流體的平均流速。
2.2.2多譜勒流量計
2.2.2.1原理
多譜勒流量計通過過一個探頭,向管內(nèi)連續(xù)發(fā)射固定頻率的超聲波,當超聲波遇到隨液體流動的顆?;驓馀輹r,其反射波頻率會產(chǎn)生與流速成正比的偏移(Doppler效應(yīng)),另 一個探頭接收反射渡信號,微處理器經(jīng)過頻譜分析后,就可以得到管內(nèi)流體的流量數(shù)據(jù)。如果流體介質(zhì)中無固體物或氣泡等,則不會形成多譜勒現(xiàn)象,所以這種流量計特別適合于測量污水、原油、重油等介質(zhì)。
2.2.2.2選用
多譜勒流量計的測量精度一般為±2%,高的可以達到±10%,流速測量范圍一般在0.02~10m/s,線性度為量程的±
0.5%從表面的技術(shù)指標看,這種流量計不如時差式流量計,但在用來測量高含量氣泡或高含量固體的液體時,其精度、穩(wěn)定性、可靠性要優(yōu)于時差式流量計。
目前,多譜勒流量計的主要性能有:
(1)由于采用計算機技術(shù)和先進的數(shù)字信號處理技術(shù),使流量計從模擬處理進人了全數(shù)字化處理時代;
(2)可測的介質(zhì)種類多,適合測量各種器材及古有各種內(nèi)村的管道;
(3)采用數(shù)字濾波和數(shù)字頻譜分析,能自動識剮多譜勒信號和噪音,增強了多譜勒信號接收靈敏度和檢測能力,測量精度提高,抗干擾能力強;
(4)采用工作于更高能量水平上的大型發(fā)射晶體,流量計能使聲波更有效地穿過管壁材質(zhì),從而產(chǎn)生更強、更準確的回波信號,提高儀表的精度、穩(wěn)定性和可靠性;
(5)采用同步調(diào)制和快速付里葉變換技術(shù)測量和分析多譜勒信號,使流量計可測的流速可低至0.02m/s(以往的多譜勒流量計在贏速低于0.15m/s時就無法使用);
(6)二次儀表功能增強,不僅可顯示多項工藝所需的參數(shù),還有可編程繼電器可用作泵或閥門的控制,節(jié)省了投資。
2.3可用于污水管道流量計測量的USF
目前國外USF的制造廠家有60印家以上,主要集中在英、美、日、德等國.已有許多國外公司的產(chǎn)品進人我國市場,我國USF的起步較晚,70年代才有一些大學(xué)和研究所研箭開發(fā),現(xiàn)在**大約有十幾家USF的制造廠家,年產(chǎn)量估計在5000~7000臺,就產(chǎn)品的質(zhì)量來看,國產(chǎn)的USF與國外產(chǎn)品還存在一些差距,下表給出了在國內(nèi)一些用戶中用于測量污水管道流量計且效果較好的產(chǎn)品型號及其部分主要技術(shù)指標,需要特別說明的是,時差式流量計雖然可用于測量污水管道流量計,但其使用效果不如多譜勒流量計好。
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