超聲波流量計的優(yōu)勢

日期：2023-02-07 點擊量：

1.超聲波流量計的優(yōu)勢
超聲波流量計實現(xiàn)流道內(nèi)流速、流量的測定,是一種典型的非接觸式測量方式,它在實際的測量應(yīng)用中具有良好優(yōu)勢。第一,超聲波流量計對流體流動本身產(chǎn)生的干擾較少,流體阻力較小,并不容易產(chǎn)生壓力損失,效率較高;第二,超聲波流量計的使用在很大程度上并不受介質(zhì)物理特征的影響,適應(yīng)性較強(qiáng);第三,超聲波流量計更適用于高溫、高壓的環(huán)境,尤其在防腐蝕、防爆、防渾濁度大的液體環(huán)境下工作效率更高,準(zhǔn)確度也更高;第四,超聲波流量計具有更為廣泛的測量范圍,一般來說,其測量里程可以達(dá)到5:1,測量輸出的結(jié)果與流量之間表現(xiàn)出線性關(guān)系，更便于進(jìn)行統(tǒng)計分析;第五,超聲波流量計的安裝更為簡便,對安裝環(huán)境以及安裝人員的技術(shù)水平要求并不高。
2.超聲波測流基本原理
超聲波流量計一般由流量計主機(jī)(二次儀表)、超聲波換能器(含換能器電纜)、超聲波信號發(fā)送接收裝置(采集時間信號)及其他配套附件組成。超聲傳播時間法通過測量超聲在流體中傳播的時間來計算流體的流速和流量。

如圖1所示，一對換能器A和B以聲道長度L、聲道角φ安裝在流道2側(cè),流體中超聲傳播速度C會與聲道投影流速Vproj→Vcosφ疊加,造成超聲從下游到上游換能器的傳播時間tu小于從上游到下游換能器的傳播時間td那么，其計算如式1~4所示。
tu=L/(C-Vproj)(1)
td=L/(C+Vproj)(2)

由此可以同時得到聲道投影速度Vproj和聲速C,，進(jìn)而可以得到聲道的軸向線平均流速如式(5)所示。

式中:tu為超聲波在流體中逆流(由B到A)傳播的時間,s;td為超聲波在流體中順流(由A到B)傳播的時間,s;L為聲道長度,m;V為流體的軸向線平均流速，m/s;0為聲道角,(°)。
超聲波流量計是在上述原理的基礎(chǔ)上,在流道內(nèi)按照--定的規(guī)則設(shè)置多條聲道,將各條聲道測得的流道軸向線平均流速采用相應(yīng)的積分方法進(jìn)行積分計算,從而得到流道內(nèi)流體的總流量。這種時差式超聲波流量計方案,能夠利用常年“暢流期”條件,有利于泵站水量計算,避免了人為選擇推流計算參數(shù)而引起較大誤差的問題。
3.流量測量方案
泵站進(jìn)水流道中間設(shè)有導(dǎo)流墩,左右2個流道,截面為變斷面矩形,參考相關(guān)規(guī)程和流道的幾何尺寸,將站機(jī)組流量測量方案確定為8聲道流量計聲道布置形式(圖2~3)。常用的超聲波流量計的流量積分方法,有高斯-雅克比法、圓形優(yōu)化法、高斯-勒讓德法及矩形優(yōu)化法等,針對不同流道形式有不同應(yīng)用。

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