攜帶型超音波流量計

攜帶型超音波流量計是採用外夾式感測器測量液體流量儀器。

基本介紹

• 中文名：攜帶型超音波流量計
• 流速範圍： -32m/s~0~+32m/s,雙向流
• 準 確 度： ±1.0%顯示值(標準條件下)
• 線 性 度： 0.5%

概述

超音波流量計採用外夾式感測器測量液體流量。安裝過程極為簡單，全中文的人機界面，更易於操作。特別適合流量平衡測試及流量監測：飲用水、河水、海水、冷卻水、熱水、工業污水、潤滑油、柴油、燃油化工液體等。

產品特點

1、非接觸式測量方式、體積小、重量輕、攜帶方便。

2、感測器的安裝簡單容易，使用於測量各種大小管道導聲介質。

3、測量過程不需破壞管道，不需停產，感測器不與被測介質接觸，無壓損。

4、適合測量金屬管道、塑膠管道及其它透聲材料的管道。

5、內置可充電電池，可連續工作時間12小時以上。

6、智慧型型現場列印功能，保證流量數據的完整。

性能特點

測量液體：水，海水，鹼等單一流體，濁度小於10000ppm，粒徑小於1mm;

管道材料：鋼，鑄鐵，PVC管材等超音波可穿透的滿管，質地緻密，無嚴重腐蝕結垢，允許薄層質密襯裡

管襯材料：橡膠，環氧瀝青，玻璃鋼，砂漿等，或無襯裡管徑範圍： DN15mm~6000mm

直管段長：上游>10D，下游>5D(D:管徑)

顯示方式： 雙行20字元液晶顯示

環境溫/濕度： 主機-20℃~+50℃;感測器-20℃~+120℃，感測器可浸水工作，水深小於2m

簡要說明

攜帶型超音波流量計利用了低電壓、多脈衝時差原理，採用高精度和超穩定的雙平衡信號差分發射、差分接收數字檢測技術，當超音波束在液體中傳播時，液體的流動將使傳播時間產生微小變化，其傳播時間的變化正比於液體的流速。零流量時，兩個感測器發射和接收聲波所需的時間完全相同（唯一可實際測量零流量的技術），液體流動時，逆流方向的聲波傳輸時間大於順流方向的聲波傳輸時間。其關係符合下面表達式：

TDS-100P超音波流量計獨有的三種安裝方式使測量安裝簡單、方便，靈活，線上式測量及標定巡檢式測量已廣泛套用於石油、化工、冶金、輕紡、環保、食品等部門及水利建設等領域

技術參數

攜帶型超音波流量計G601/F601的技術參數如下：

測量

測量原理:時差相關原理
流速: 0.01~25 m/s
解析度: 0.025 cm/s
重複性: 0.15%讀數，視套用而定
精度:(流場充分發展且 徑向對稱)
體積流量: ± 1%讀數，視套用而定
± 0.5%讀數，經過標定
流速: ± 0.5%讀數，視套用而定
可測介質: 所有導聲流體, 且氣泡或固體顆粒的體積含量<10%

主機

外殼重量: ~ 1.9kg
防護等級: IP65 (根據EN60529)
材質:鋁合金，粉末塗層
尺寸: (226 x 213 x 59)mm (WxHx D)
通道: 2
危險區: Zone 2
電源: 充電電池(6V/4Ah); 外接電源(100 ~ 240)VAC
電池工作時間: >14h
顯示: 2 x 16 字元, 點陣, 帶背光
工作溫度: -10 ~ 60℃
功耗: < 6W
信號平均: (0 ~ 100)s, 可調
測量速率: (100 ~ 1000)Hz (1通道)
回響時間: 1s (1通道), 70ms可選.

測量功能

測量量: 體積/ 質量流量, 流速, 能量流量(需溫度輸入)
累積量: 體積, 質量,能量(可選)
計算功能: 平均值, 差值, 總和
工作語言: 捷克語, 丹麥語, 德語, 英語, 法語, 荷蘭語, 挪威語,波蘭語, 西班牙語

基本原理

超音波流量計的基本原理及類型超音波在流動的流體中傳播時就載上流體流速的信息。因此通過接收到的超音波就可以檢測出流體的流速，從而換算成流量。根據檢測的方式，可分為傳播速度差法、都卜勒法、波束偏移法、噪聲法及相關法等不同類型的超音波流量計。起聲波流量計是近十幾年來隨著積體電路技術迅速發展才開始套用的一種

非接觸式儀表，適於測量不易接觸和觀察的流體以及大管徑流量。它與水位計聯動可進行敞開水流的流量測量。使用超音波流量比不用在流體中安裝測量元件故不會改變流體的流動狀態，不產生附加阻力，儀表的安裝及檢修均可不影響生產管線運行因而是一種理想的節能型流量計。

眾所周知，目前的工業流量測量普遍存在著大管徑、大流量測量困難的問題，這是因為一般流量計隨著測量管徑的增大會帶來製造和運輸上的困難，造價提高、能損加大、安裝不僅這些缺點，超音波流量計均可避免。因為各類超音波流量計均可管外安裝、非接觸測流，儀表造價基本上與被測管道口徑大小無關，而其它類型的流量計隨著口徑增加，造價大幅度增加，故口徑越大超音波流量計比相同功能其它類型流量計的功能價格比越優越。被認為是較好的大管徑流量測量儀表，都卜勒法超音波流量計可測雙相介質的流量，故可用於下水道及排污水等髒污流的測量。在發電廠中，用攜帶型超音波流量計測量水輪機進水量、汽輪機循環水量等大管徑流量，比過去的皮脫管流速計方便得多。超聲被流量汁也可用於氣體測量。管徑的適用範圍從2cm到5m，從幾米寬的明渠、暗渠到500m寬的河流都可適用。

另外，超聲測量儀表的流量測量準確度幾乎不受被測流體溫度、壓力、粘度、密度等參數的影響，又可製成非接觸及攜帶型測量儀表，故可解決其它類型儀表所難以測量的強腐蝕性、非導電性、放射性及易燃易爆介質的流量測量問題。另外，鑒於非接觸測量特點，再配以合理的電子線路，一台儀表可適應多種管徑測量和多種流量範圍測量。超音波流量計的適應能力也是其它儀表不可比擬的。超音波流量計具有上述一些優點因此它越來越受到重視並且向產品系列化、通用化發展，現已製成不同聲道的標準型、高溫型、防爆型、濕式型儀表以適應不同介質，不同場合和不同管道條件的流量測量。

超音波流量計目前所存在的缺點主要是可測流體的溫度範圍受超音波換能鋁及換能器與管道之間的耦合材料耐溫程度的限制，以及高溫下被測流體傳聲速度的原始數據不全。目前我國只能用於測量200℃以下的流體。另外，超音波流量計的測量線路比一般流量計複雜。這是因為，一般工業計量中液體的流速常常是每秒幾米，而聲波在液體中的傳播速度約為1500m/s左右，被測流體流速(流量)變化帶給聲速的變化量最大也是10－3數量級．若要求測量流速的準確度為1%，則對聲速的測量準確度需為10-5～10-6數量級，因此必須有完善的測量線路才能實現，這也正是超音波流量計只有在積體電路技術迅速發展的前題下才能得到實際套用的原因。

超音波流量計由超音波換能器、電子線路及流量顯示和累積系統三部分組成。超音波發射換能器將電能轉換為超音波能量，並將其發射到被測流體中，接收器接收到的超音波信號，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表進行顯示和積算。這樣就實現了流量的檢測和顯示。

?>超音波流量計常用壓電換能器。它利用壓電材料的壓電效應，採用適出的發射電路把電能加到發射換能器的壓電元件上，使其產生超音波振勸。超音波以某一角度射入流體中傳播，然後由接收換能器接收，並經壓電元件變為電能，以便檢測。發射換能器利用壓電元件的逆壓電效應，而接收換能器則是利用壓電效應。

超音波流量計換能器的壓電元件常做成圓形薄片，沿厚度振動。薄片直徑超過厚度的10倍，以保證振動的方向性。壓電元件材料多採用鋯鈦酸鉛。為固定壓電元件，使超音波以合適的角度射入到流體中，需把元件故人聲楔中，構成換能器整體(又稱探頭)。聲楔的材料不僅要求強度高、耐老化，而且要求超音波經聲楔後能量損失小即透射係數接近1。常用的聲楔材料是有機玻璃，因為它透明，可以觀察到聲楔中壓電元件的組裝情況。另外，某些橡膠、塑膠及膠木也可作聲楔材料。

超音波流量計的電子線路包括發射、接收、信號處理和顯示電路。測得的瞬時流量和累積流量值用數字量或模擬量顯示。

根據對信號檢測的原理，目前超音波流量計大致可分傳播速度差法(包括：直接時差法、時差法、相位差法、頻差法)波束偏移法、都卜勒法、相關法、空間濾波法及噪聲法等類型，如圖所示。其中以噪聲法原理及結構最簡單，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音波脈衝順流和逆流傳報時速度之差來反映流體的流速的，故又統稱為傳播速度差法。其中頻差法和時差法克服了聲速隨流體溫度變化帶來的誤差，準確度較高，所以被廣泛採用。按照換能器的配置方法不同，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。波束偏移法是利用超音波束在流體中的傳播方向隨流體流速變化而產生偏移來反映流體流速的，低流速時，靈敏度很低適用性不大．都卜勒法是利用聲學都卜勒原理，通過測量不均勻流體中散射體散射的超音波多普

勒頻移來確定流體流量的，適用於含懸浮顆粒、氣泡等流體流量測量。相關法是利用相關技術測量流量，原理上，此法的測量準確度與流體中的聲速無關，因而與流體溫度，濃度等無關，因而測量準確度高，適用範圍廣。但相關器價格貴，線路比較複雜。在微處理機普及套用後，這個缺點可以克服。噪聲法(聽音法)是利用管道內流體流動時產生的噪聲與流體的流速有關的原理，通過檢測噪聲表示流速或流量值。其方法簡單，設備價格便宜，但準確度低。

以上幾種方法各有特點，應根據被測流體性質．流速分布情況、管路安裝地點以及對測量準確度的要求等因素進行選擇。一般說來由於工業生產中工質的溫度常不能保持恆定，故多採用頻差法及時差法。只有在管徑很大時才採用直接時差法。對換能器安裝方法的選擇原則一般是：當流體沿管軸平行流動時，選用Z法；當流動方向與管鈾不平行或管路安裝地點使換能器安裝間隔受到限制時，採用V法或X法。當流場分布不均勻而表前直管段又較短時，也可採用多聲道(例如雙聲道或四聲道)來克服流速擾動帶來的流量測量誤差。都卜勒法適於測量兩相流，可避免常規儀表由懸浮粒或氣泡造成的堵塞、磨損、附著而不能運行的弊病，因而得以迅速發展。隨著工業的發展及節能工作的開展，煤油混合(COM)、煤水泥合(CWM)燃料的輸送和套用以及燃料油加水助燃等節能方法的發展，都為都卜勒超音波流量計套用開闢廣闊前景。

流速: ± 0.5%讀數，視套用而定

可測介質: 所有導聲流體, 且氣泡或固體顆粒的體積含量<10% 攜帶型超音波流量計主機外殼重量: ~ 3.9kg防護等級: IP54 (根據EN60529)材質:鋁合金，粉末塗層尺寸: (270 x 100 x 180)mm (WxHx D)(不含把手)通道: 2危險區: Zone 2電源: 充電電池(6V/4Ah); 外接電源(100 ~ 240)VAC電池工作時間: >10h顯示: 2 x 16 字元, 點陣, 帶背光工作溫度: -10 ~ 60℃

套用指南

在石油化工行業、核電行業、導熱油領域有著獨特的套用，並且採用了能量計算功能，可以在測量流量的同時，引入溫度信號，從而獲取能量參數。

技術優勢

超音波流量計採用了先進的DSP技術，採用了雙uP高速處理器，將採樣頻率提高到70ms，可以用於測量極短時間段內的流體流量變化。

超音波流量計採用了專利的Wave Injector技術，通過在管道與探頭之間架設金屬導波板，將介質450℃的高溫，降低到200℃以下，實現測量的可能，在石油化工行業、核電行業、導熱油領域有著獨特的套用，並且採用了能量計算功能，可以在測量流量的同時，引入溫度信號，從而獲取能量參數。