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超聲波流量計和汙水計量表(biǎo)廠(chǎng)家在(zài)不同的環境下各有優(yōu)勢(shì)

點擊次數:2175 發布時間:2021-01-14 17:24:34
摘要:通過對超聲波流量計和(hé)汙(wū)水(shuǐ)計量表廠家(jiā)概論、工作原理、分類和(hé)工作性能區別的比較(jiào),揭示了中國現階段兩(liǎng)種*常用流量計的(de)特征和不同優勢。
1、超聲波流量(liàng)計和汙水計量表廠家的概念
超聲波流量計是通過檢測流體流動對超聲束(或超聲脈衝)的作用以測量流量的儀表。超聲流量計(jì)和汙水計量表廠家(jiā)一樣(yàng),因儀表流(liú)通通道未設置任何阻礙(ài)件,均屬無阻礙流量計,是(shì)適於解決(jué)流量測量(liàng)困難(nán)問題的一類流量計,特別在大口徑流量測(cè)量方麵有較突出的優點,近年來它是發展迅(xùn)速的一類流量計之一。
汙水計量表廠家是一種根據法拉*電磁感應定律來測量管內導電介質體積(jī)流量的感應式儀表,采(cǎi)用單片機嵌入式技(jì)術,實現數字勵磁,同時(shí)在汙水計量表廠家上采用CAN現場總線。
2、超聲波流量計和汙水計量表廠家的工作原理
超聲波流量計由(yóu)超聲(shēng)波換能器(qì)、電子線路及流量顯示和累積係統三部分組成。超(chāo)聲波發(fā)射換(huàn)能器將電能轉換(huàn)為(wéi)超聲波能量,並將其發射到被測流體中,接收(shōu)器接收到的超聲波(bō)信號,經電子線路放大並轉換為代表流量的電信號供給顯示和積算儀(yí)表進行顯示(shì)和積算。這樣就實現了(le)流量的檢測和顯示(shì)。超聲波流量(liàng)計常用(yòng)壓電換能器。它利用壓電材料的壓電效應(yīng),采用適出(chū)的發射電路把電能加到發射換能器的壓電元(yuán)件上,使(shǐ)其產生超(chāo)聲波振動。超聲波以某(mǒu)一角度射(shè)入流體中傳播,然後由接收換(huàn)能器接收,並經壓電元件變為電能,以便(biàn)檢測。發射換能器利用壓電(diàn)元件的逆壓電(diàn)效應,而接收(shōu)換能器則是利用壓(yā)電效應。汙水計量表廠家的工(gōng)作原理是基於法(fǎ)拉*電磁感應定律。在汙水計量表廠家中,測量管內的導電介質相當於法拉*試驗中的導電金屬杆,上下兩端的兩個電磁線圈產生恒定磁場。當有導電介質(zhì)流過時,則會(huì)產生感應電壓。管道內部的兩(liǎng)個(gè)電*測量產生的感應(yīng)電壓。測量管道通過不導電的內襯(橡膠,特氟隆(lóng)等)實現(xiàn)與流體和測量電*的電(diàn)磁隔離。導電性液體在垂直於磁場的非磁性測量管內(nèi)流動,與流(liú)動方向垂直的方向上產生與流量成比例的感應電勢,電(diàn)動勢的方向按“弗(fú)來(lái)明右手規(guī)則”。
3、超聲波(bō)流量計和汙水計量表廠家(jiā)的分類
根據檢測的方式,可分為傳播速度差法、多普勒法、波束偏移法(fǎ)、噪聲(shēng)法及相關法等不同類型的(de)超聲波流量計。根據對信號檢測的原理,目前超聲波流量計大致可分(fèn)傳播速(sù)度差(chà)法(fǎ)(包括:直接(jiē)時差法(fǎ)、時差法、相位差法、頻差法)波束偏移法、多普勒法、相關(guān)法、空(kōng)間濾波法及噪聲法等類型。其中以噪聲法原理(lǐ)及結構*簡單,便於測量和攜帶,價格便宜但準確度較低,適於在流量測量準確(què)度要求不高的場合使用。
由於直接時差法、時差法、頻差法和相位差法的基本原理都是通過測量超聲波脈衝順流和逆流傳報時速度之差來反映流體的流速的,故又統(tǒng)稱為傳播速度差(chà)法。其中頻差法(fǎ)和時差(chà)法克服了聲速隨流體(tǐ)溫度變化帶來(lái)的誤差,準確(què)度較高,所以被廣泛采用。按照(zhào)換能器的配置方法(fǎ)不同,傳播速度差撥又分為:Z法(透過法)、V法(反射法)、X法(交叉法)等。
汙水計量表廠(chǎng)家按激磁電流方式劃分,有直(zhí)流激磁、交流(工頻或(huò)其(qí)他頻率)激磁(cí)、低頻矩形波激磁和雙(shuāng)頻矩形(xíng)波激磁;按輸出信號連接和激磁(或(huò)電源(yuán))連線的製式分類,有四線製和二線製;按轉換器與傳感器組裝方式分類,有分體型和一體型;按流量傳感(gǎn)器與管道連接方式分類(lèi),有法蘭型、夾持型、衛生型、插入型、螺紋連接;按流量傳感器電*是否與被測液體(tǐ)接觸分類,有接觸型和非接觸型;按流量傳感器結構(gòu)分類,有短管型和插入型(插入式汙水計量(liàng)表(biǎo)廠家);按(àn)用途分類,有通用型、防爆型、衛(wèi)生型、防侵(qīn)水型和用於明渠流量測量的潛水(shuǐ)型(明渠流量計)。
4、超聲波流(liú)量計和汙水(shuǐ)計量表廠家的(de)主要區別
4.1介質不同
超聲波(bō)流(liú)量計的流量(liàng)測量準確度幾乎不受(shòu)被測流體溫度、壓力、粘度、密度等參數的影響,又可製成非接觸及便攜式測(cè)量儀表,故(gù)可解決其它類型儀(yí)表所難(nán)以測量的強腐蝕(shí)性、非導電性、放射性及易燃易爆介質的流量測量問題(tí)。
汙水計(jì)量表廠家不能測量導電率很低的液體,如石石油製品和有(yǒu)機溶劑等(děng)。通(tōng)用型汙水計量表廠家由於裏(lǐ)襯材料限製,不能測量(liàng)溫度較高液體。汙(wū)水計量表廠家是通過測(cè)量導電液體的速度確定工作狀態下的體積流量。按照計量要求,對於液態介質,應測量質(zhì)量流量,測量介質流量應涉及到流體的密(mì)度,不同流(liú)體介質具有不同的密度,而且隨溫度變化。如(rú)果汙水計量表(biǎo)廠家(jiā)轉換器(qì)不考慮流體密度,僅給出常溫狀態下的體積(jī)流量(liàng)是不合適的(de)。
4.2準確度不同
超(chāo)聲波流量(liàng)計是通(tōng)過測量流體速度來確定體積流量,對液體應(yīng)該測量它(tā)的質量流量,儀表測量質量流量是通過體(tǐ)積流量乘以人為設定的密度後(hòu)得到的,當流體溫度變化(huà)時(shí),流體(tǐ)密度是變化的,人為設定密度值,不能保證質(zhì)量流量的(de)準確度。隻能(néng)在測量流體速度(dù)的同時,又測量了流體密度,才(cái)能通過運算,得到真(zhēn)實質量流量值。
從超聲波(bō)流量計在國內市場(chǎng)使(shǐ)用的經驗來看,目前所存在的缺點主要是可測流體的溫(wēn)度範圍受超聲波(bō)換能鋁和換能器與(yǔ)管道之(zhī)間的耦合材料耐(nài)溫程度的限製,另(lìng)外不足的是高溫下被測流體傳聲速(sù)度的原始數據不全。目前中國的(de)超聲波流量計隻能用於測量200℃以下的流體。
超聲波流量計和汙(wū)水計量表廠家的測量媒介不同,超聲波(bō)是采用聲波,頻率很低,超聲波頻率20KHz~100KHz,雷達是采用(yòng)2.4GHz級別的電磁波,超聲波(bō)的限製性比較大,很容易受(shòu)到其(qí)它鐵製物體的(de)幹擾,另外(wài)頻率低,衰減大,測量範圍小,應用的(de)麵比較窄,常用在大口徑的水管線的流量測量和明渠類流量計測液位來換(huàn)算成流量。也(yě)有(yǒu)用在固體料倉上的。電磁的頻率高,衰減小,如果加上導波管測量範圍可(kě)以很大,用在儲罐上比較多。但是需要注意介電常數,介電常數太小的介質沒法測或測(cè)量(liàng)範圍很(hěn)小。由於這種傳感器必須保持管道內電阻和測量電路阻抗(kàng)之間有一定比例關係,因此在製(zhì)造上有(yǒu)一定困難。當被測介(jiè)質的電導率約為10Ω/cm時就開始產生困難,電導率更低時就產生原理性困難。 當(dāng)電導率為10Ω/cm時,就達到導電介質和電介質之(zhī)間的“分界(jiè)線”,熱噪(zào)聲電平隨內阻的增大而顯(xiǎn)著增加。
高精度超聲(shēng)流量計均為多聲道或管段式,中、小口徑管段式(shì)超聲流量計通常都做實流標定,具有0.5%準確度。目前廣泛使用的國(guó)產單聲道超聲流(liú)量(liàng)標稱精度為1%,但在實際應用中,由於現場管道的內徑、壁厚、 圓(yuán)度都(dōu)無法精確(què)測量等諸多因素(sù)會使測量準確度超出(chū)標(biāo)稱準確度許多,對供水行業的計量來說,超聲波流量計(jì)的(de)實際測量誤差能控製在3%以內就算高準確(què)度了。
4.3安裝、維護、檢定成本(běn)不同
超聲(shēng)波流量計適用於大型圓形管道和矩形管道,且原理上不受管徑限製,其造價基本上與管徑無關。對於大(dà)型管道不僅帶來方便,可認為在無法實現實流校驗的情況下是優先考慮的(de)選擇方案。超聲流(liú)量計可作非接觸測(cè)量。夾裝式換能器超聲流量計可無(wú)需停流(liú)截管安裝,隻要在既設管道外(wài)部安裝換(huàn)能(néng)器即可。這是(shì)超(chāo)聲流量計在工業用流量儀表中具有(yǒu)的獨特優點,因此(cǐ)可作移動性(即非定點固定安裝)測量,適用於管網流動狀況評估測定超聲流量(liàng)計為(wéi)無流動阻(zǔ)撓測量,無(wú)額外壓力損失。流量計的儀表(biǎo)係數是可從(cóng)實際測量管道及聲道等幾何尺寸(cùn)計算求得(dé)的,既可(kě)采用幹法標定,除帶測量管段式(shì)外一般不需作(zuò)實流校驗(yàn)。超聲波流量計主要是管外安裝和插(chā)入(rù)式安裝,簡單方便,可在線拆卸,維護時不需要工藝停車,不影響生產,檢定費用低,按**計量檢定規程每3年檢定一次。
汙水計量表廠家(jiā)的安裝與調(diào)試比(bǐ)其(qí)它流量計複雜,且要求更嚴格。變送器和轉換器必須配套使用,兩者之間不能用兩種不同(tóng)型號的儀(yí)表配(pèi)用。在(zài)安裝變送器時,從安裝地點的(de)選擇到具體(tǐ)的安裝調試,必須嚴格按照產品說明書要求進行。安裝地點不能有振動,不能(néng)有強磁場。在安裝時必須使變送器和管道有良好的接觸及良好的接地。變送器的電位與被(bèi)測流體等電位(wèi)。在使用時,必(bì)須排盡測量管中存留的氣體,否則會造成較大的測量誤差。汙水(shuǐ)計量表廠家需要在有電(diàn)導率的液體條件下安裝(zhuāng),而且一般汙水計量表廠家的安裝必須截管安裝,但是汙水計量表(biǎo)廠家的特點(diǎn)是在符合條件的現場(chǎng)條件下準確度高。汙水計量表廠家(jiā)拆卸麻煩,必須(xū)要求工(gōng)藝停車,拆卸送檢麻(má)煩,如果是0.5%準確度按**計量檢定規程每半(bàn)年需檢定一次。
4.4幹擾來源(yuán)不同(tóng)
幹擾了超聲波工作,就是幹擾了超聲波流量計工作。幹擾超聲波工作的主要因素有溫(wēn)度的(de)劇烈(liè)變化和(hé)雜波的幹擾(rǎo),或管道內有特定角度的(de)旋流或者結構(gòu)使得流量計(jì)發射出的超聲波不能(néng)有效的回收。
電化學*化電勢幹擾是由於電*感生電動(dòng)勢在兩**性不同而導致電解質在電*表麵*化產生。雖然采用正負交變勵磁(cí)磁場能顯著減弱*化電勢的數量級,但不能根本上完全消除*化電勢幹擾。其特性於流(liú)體介質的性質、電*材料性質、電*的外形尺寸形狀有關,具有變化緩慢,數量級不大等特點(diǎn)。因此選擇合適的電*材料,設計*佳的電*形狀的尺寸是減小*化電勢的有效方法之一。另外采用正(zhèng)負兩*性交變的(de)矩(jǔ)形波勵磁技術配合微處理(lǐ)器同(tóng)步寬脈衝采樣技術,到用微處理器運算功能前後兩次采樣值相(xiàng)減(jiǎn)消(xiāo)除(chú)流量信號(hào)電勢中的*化電勢幹擾。
工頻幹擾噪聲是由電磁(cí)流量傳感器(qì)勵磁繞組和流體、電*、放(fàng)大器輸入回路的電磁耦合,另外汙水(shuǐ)計量表廠家工作現場的(de)工頻共模幹擾(rǎo),其三供電電源引入的工頻串模幹(gàn)擾等,其產生的物理機理均是電磁感應原理。*先就電磁流量傳感器勵磁繞組和(hé)流體、電*、放大器輸入回路(lù)的電磁耦合(hé)產生的工頻幹擾對汙水計量表廠家工作影響*大,而且在不同的勵磁技術下其表現的形態、特性不同,因而采(cǎi)取抗(kàng)幹擾措施也不同。解決汙水計量表廠家運行中出現的問題,可采用新型HCMOS係列芯片技(jì)術和(hé)微處理器係統電源電壓監視技術。
5、結(jié)語
綜合以上論述(shù),超聲波流量計和汙水計量表(biǎo)廠家在不(bú)同的環境下各有(yǒu)優勢。在小成本作業,對測量準確度要求不高的情況下,宜多使用超聲波流量計;在安裝、維護資金充足(zú),對測量準確度要求高的情況(kuàng)下,應多采用汙(wū)水計量表廠家。當然,計量檢測人員要認真考察工作環境中對流量計的幹擾來源,並采(cǎi)取有(yǒu)效的抗幹擾措施。

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