超声波流量计的认识及管理.pdf

超声波流量计的认识及管理 口姜漫 ( 大庆石化公司化工三厂，黑龙江 大庆1 6 3 7 1 4 ) 摘要：本丈阐述了超声波流量计的原理。通过实际测流应用与实际的流量结果做 了对比分析，得出超声波流量计在测流准确度上非常的精确，同时也对超声波流量计的 日常管理要求进行了说明。 关键词：超声波流量计应用管理 随着电子技术、数字技术和声楔材 料等技术的发展，利用超声波脉冲测量 流体流量的技术发展很快。基于不同原 理，适用于不同场合的各种形式的超声 波流量计已相继出现，其测量准确的优 点，也使其成为化工行业测量流速的首 选工具。 1 超声波流量计的测量原理 超声流量计是通过检测流体流动时 对超声束的作用，以测量体积流量的仪 表。超声波流量仪的传感器是将传感器 直接捆绑在被测管道的外表面，从而实 现流量测量的一种安装方式，解决了其 它原理的流量仪在安装时必须断管、停 产的难题，是超声波流量仪的基本安装 方式，具有与管径无关、安装简单、无需 停产、无压力损失等特点。超声波流量计 常用的测量方法为传播速度差法，其基 本原理都是测量超声波脉冲顺水流和逆 水流时速度之差来反映流体的流速，从 而测出流量。它利用声波在流体中传播 时因流体流动方向不同而传播速度不同 的特点，测量它的顺流传播时间t l 和逆 流传播时间t 2 的差值，从而计算流体流 动的速度和流量。设流体中声速为c ，流 体流动速度为v ，把一组换能器P 1 、P 2 与管渠轴线安装成0 角，换能器的距离为 L 。从P I 到P 2 顺流发 射时，声波传播时间t 为：t 尸U ( c + v c o s 0 ) 从P 2 到P 1 逆流发射时，声 波的传播时间k 为： t 剐( 什v c o s 0 ) 超声波流量计由超声波换能器、电 子线路及流量显示和累积系统三部分组 成。超声波发射换能器将电能转换为超 声波能量，并将其发射到被测流体中，吸 收器吸收到的超声波信号，经电子线路 放大并转换为代表流量的电信号供给 显示和积算仪表进行显示和积算。传感 器具有：方便安装的外缚式、可靠工作 的插入式、高可靠高精度的标准管段 式、超高精度的标准型w 管段式。超声 波流量计的重要特点是：流体中不插入 任何元件，对流速无影响，也没有压力 丧失：能用于任何液体，特别是具有高 黏度、强腐化，非导电性等性能的液体的 流量测量。 2 超声波流量计的现场应用情况 在相距为L 的两处放置两组超声波 产生器和吸收器( T l ，R I ) 和( T 2 ，R 2 ) 。当 T l 顺方向，T 2 逆方向发射超声波时，超 声波分辨达到吸收器R 1 和l U 所需要 的时间为t 1 和t 2 ，则t l = L ( c + u ) t 2 - 】J ( c - u 1 由于在工业管道中，因此两者的时 间差为V F t 2 t 1 - 2 L 川c c 由此可知，当声 波在流体中的流传速度c 已知时，只要 测出时间差V t 即可求出流速u ，进而可 求出流量Q 。 序号 实测流量( m 3 )实际流量( m 3 ) 计量精度( ) l2 5 42 51 6 22 5 2 2 5O 8 32 4 9 2 50 4 42 4 72 5 1 2 52 5 12 5 O 4 62 4 82 50 8 平均 2 5 0 22 5O 1 管理观察- 2 0 1 2 年4 月中旬刊 3 超声波流量计的现场管理 3 1 是传播时间法只能用于清洁液 体和气体，不能测量悬浮颗粒和气泡超 过某一范围的液体，外夹装换能器不能 用于衬里或结垢太厚的管道。一般均安 装于水平、倾斜或垂直管道，垂直管道最 好选择自下而上流动的场所。以防止测 量点出现非满管流。 3 2 是流体运行流速不能过低，过低 的流速会使离散体分布不均匀。若测量 管水平安装，气体会浮升在顶部流动，颗 粒会沉淀于底部。最低流速通常为 0 1 O 6 m s 。 3 3 是需定期检查换能器是否松动， 与管道之间的粘合剂是否良好即可，流 量传感器上的传感器尽可能在与水平直 径成4 5 度的范围内，在测量液体时换能 器声波表面易受气体或颗粒影响，测量 液体时必须充满液体，最高温度为 1 5 0 ，环境的相对湿度s9 0 R H 。 4 结论 超声波测流技术以其测量精度高、 实时性好的特点成为主要测流手段而得 到广泛的应用。通过采用高精度流速仪 对所测的瞬时流量进行对比分析。得知 超声波流量计测出的瞬时流量稳定可 靠，与固定流量计的数据有很高的一致 性。精度最高，可达到O 5 ，而且不 受管道材质、衬里的限制，适用于流量 测量精度要求高的场合。但随着管径的 增大，成本也会随增加，通常情况下，选 用中小口径的管段式超声波流量计，较 为经济。 万方数据