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超聲波流量計
管段式超聲波流量儀表引是以“速度差法”為原理，測量圓管內(nèi)液體流量的儀表。它采用了*的多脈沖技術(shù)、信號數(shù)字化處理技術(shù)及糾錯技術(shù)，使流量儀表更能適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場的環(huán)境，計量更方便、經(jīng)濟(jì)、準(zhǔn)確。產(chǎn)品達(dá)到國內(nèi)外*水平，可廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電力、給排水等領(lǐng)域。
超聲波流量計介紹
定義
超聲波流量計是通過檢測流體流動對超聲束（或超聲脈沖）的作用以測量流量的儀表。
原理
根據(jù)對信號檢測的原理超聲波流量計可分為傳播速度差法（直接時差法、時差法、相位差法和頻差法）、波束偏移法、多普勒法、互相關(guān)法、空間濾法及噪聲法等。
超聲流量計和電磁流量計一樣,因儀表流通通道未設(shè)置任何阻礙件,均屬*流量計,是適于解決流量測量困難問題的一類流量計,特別在大口徑流量測量方面有較突出的優(yōu)點,近年來它是發(fā)展迅速的一類流量計之一。
超聲波流量計優(yōu)缺點
優(yōu)點:
（1）可做非接觸式測量；
（2）為無流動阻撓測量,無壓力損失；
（3）可測量非導(dǎo)電性液體,對無阻撓測量的電磁流量計是一種補充；
（4）除帶測量管段式外,一般不需要作實流校驗；
（5）原理上不受管徑限制,其造價基本與管徑無關(guān)。
缺點:
（1）傳播時間法只能用于清潔液體和氣體;而多普勒法只能用于測量含有一定量懸浮顆粒和氣泡的液體;
（2）多普勒法測量精度不高。
產(chǎn)品特點
特點
◆*的信號數(shù)字化處理技術(shù)，使儀表測量信號更穩(wěn)定、抗*力強、計量更準(zhǔn)確。
◆無機械傳動部件不容易損壞，免維護(hù)，壽命長。
◆電路更優(yōu)化、集成度高、功耗低、可靠性高。
◆智能化標(biāo)準(zhǔn)信號輸出，人機界面友好、多種二次信號輸出，供您任意選擇。
◆管段式小管徑測量經(jīng)濟(jì)又方便，測量精度高；手持式超聲波流量計F601/G601的技術(shù)參數(shù)如下：測量測量原理:時差相關(guān)原理流速: 0.01~25 m/s分辨率: 0.025 cm/s重復(fù)性: 0.15%讀數(shù)，視應(yīng)用而定精度:（流場充分發(fā)展且 徑向?qū)ΨQ）體積流量: ± 1%讀數(shù)，視應(yīng)用而定± 0.5%讀數(shù)，經(jīng)過標(biāo)定流速: ± 0.5%讀數(shù)，視應(yīng)用而定可測介質(zhì): 所有導(dǎo)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(hù)等級: IP65 （根據(jù)EN60529）；材質(zhì):鋁合金，粉末涂層尺寸: （226 x 213 x 59）mm （Hx D）通道: 2危險區(qū): 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 字符, 點陣， 帶背光工作溫度: -10 ~ 60℃功耗: < 6W信號平均: （0 ~ 100）s, 可調(diào)測量速率: （100 ~ 1000）Hz （1通道）響應(yīng)時間: 1s （1通道）, 70ms可選.測量功能測量量: 體積/ 質(zhì)量流量， 流速, 能量流量（需溫度輸入）累積量: 體積, 質(zhì)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, 西班牙語數(shù)據(jù)記錄可記錄的參數(shù): 所有測量量及累積量容量: >100000條測量量通訊接口: RS232, RS485（可選）可通訊的參數(shù): 實測值, 記錄值, 參數(shù)記錄軟件: FluxData（可選）
功能
: 下載測量值/記錄, 圖形顯示, 格式轉(zhuǎn)換操作系統(tǒng): WindowsTM ；過程輸出（可選）輸出與主設(shè)備電隔離輸出組數(shù)視輸出類型而定. 更多信息請洽FLEXIM電流范圍: （0/4-20） mA精度: 0.1%讀數(shù)± 15μA有源輸出: Rext < 500??無源輸出: Uext < 24V, Rext < 1k??電壓范圍: （0~1） V或（0~10） V精度: 0~1V: 0.1%讀數(shù)± 1mV0~10V: 0.1%讀數(shù)± 10mV儀表阻抗: Ri = 500??頻率范圍: 0~1kHz或0~10kHz集電極開路: 24 V/4mA開關(guān)量集電極開路: 24 V/4mA干簧繼電器: 48 V/0.1A功能,如狀態(tài)輸出: 上下限, 符號變化或出錯脈沖輸出: 值: （0.01~1000）units寬度: （80~1000）ms過程輸入（可選）輸入與主設(shè)備電隔離, zui多4組輸入.溫度類型: Pt100, 四線制范圍: -50℃~400℃分辨率: 0.1 K精度: ± （0.02K + 0.1%讀數(shù)）電流范圍: 有源: （0~20）mA無源: （-20~20）mA精度: 0.1%讀數(shù)± 10 A有源輸入: Ri = 50??無源輸入: Uext < 24V, Rext < 1k??電壓范圍: （0~1） V或（0~10） V精度: 0~1V: 0.1%讀數(shù)± 1mV0~10V: 0.1%讀數(shù)± 10mV儀表阻抗: Ri= 1M夾裝式探頭
適用口徑: DN6-DN6500適用溫度: -30 to 400℃ （適用防爆區(qū)）詳見下圖. 更多資料, 請參閱相關(guān)手冊.測厚探頭（可選）測量范圍: （1.0 - 200） mm分辨率: 0.01 mm線性度: 0.1 mm標(biāo)準(zhǔn)型: -20℃ to +60℃高溫型: 0℃ to +200℃短時間可達(dá)+540℃應(yīng)用領(lǐng)域
管段式傳感器參數(shù)
| 性 能 | 參 數(shù) | |
| 測量液體 | 充滿被測管道的水、污水及其它均質(zhì)液體，懸浮物含量小于10g/L，粒徑小于1mm。 | |
| 準(zhǔn)確度 | ±1.0% | |
| 流速范圍 | ±0.01m/s~±12.0m/s | |
| 管徑范圍 | DN300mm~DN2000mm | |
| 傳感器材質(zhì) | 鋼或不銹鋼 | |
| 傳感器承壓能力 | 管徑300~600mm，壓力不超過2MPa；管徑700~2000mm，壓力不超過1MPa | |
| 轉(zhuǎn)換器 | 環(huán)境溫度：-10℃~+45℃；濕度≤85%（RH） （特殊環(huán)境訂貨時說明） | |
| ? | 壁掛式 | 盤裝式 | 一體式 | |
| 防護(hù)等級 | IP65 | IP51 | IP65 | |
| 傳感器 | 防護(hù)等級：IP68 | 常溫型 | 高溫型 | 低溫型 |
| 工作溫度 | 0~50℃ | 0~150℃ | -20~0℃ | |
| 電 纜 | 采用雙芯帶屏蔽高頻電纜，工作溫度-40~+70℃ | | | |
| 信號輸出 | 模擬量：4~20mA或0~20mA或0~10mA軟件可選；負(fù)載能力小于600Ω | | | |
| 開關(guān)量：累計流量脈沖輸出，閉合3ms，周期6ms，傳輸距離小于500m | | | | |
| 串行口：RS-485，傳輸速率4800bit/s,傳輸距離小于1200m | | | | |
| 鍵 盤 | 1×3按鍵 | | | |
| 顯示器 | 2×16位背光液晶字符顯示器 | | | |
| 顯示內(nèi)容 | 同屏顯示瞬時流量：-99999.99~+99999.99m3/h
累計流量： -19999999.99~+19999999.99m3，鍵控顯示累計運行時間 | | | |
| 數(shù)據(jù)存儲 | 累計流量、累計運行時間及各項設(shè)置參數(shù)，掉電后數(shù)據(jù)可保存100年 | | | |
| 工作電源 | AC 220V ±15%，50Hz 功率<10W （DC 5~36V、1A，定貨時提出） | | | |
| 電纜長度 | 傳感器到轉(zhuǎn)換器的布線距離，10m、20m、30m……300m可選 | | | |
管段式傳感器外型尺寸
| 內(nèi)徑（mm）
DN | 安裝長度（mm）
L | 法蘭尺寸（mm） | 重 量
（Kg） | 額定壓力
（MPa） | |
| D | Do | N×A | | | |
| 300 | 412 | 485 | 432.0 | 12×26 | 79.1 | 1.6 |
| 350 | 447 | 535 | 476.0 | 12×30 | 88.9 | |
| 400 | 481 | 600 | 540.0 | 16×30 | 102 | |
| 450 | 516 | 635 | 578.0 | 16×33 | 114 | |
| 500 | 552 | 700 | 635.0 | 20×33 | 148 | |
| 600 | 621 | 815 | 749.5 | 20×36 | 212 | |
| 700 | 692 | 915 | 850 | 24×36 | 336 | 1.0 |
| 800 | 759 | 1046 | 970 | 24×40 | 500 | |
| 1000 | 894 | 1288 | 1200 | 28×44 | 821 | |
| 1200 | 1030 | 1522 | 1434 | 32×44 | 1303 | |
| 1400 | 1164 | 1778 | 1670 | 32×48 | 1914 | |
| 1600 | 1298 | 1982 | 1874 | 36×48 | 2442 | |
| 1800 | 1432 | 2236 | 2114 | 36×52 | 3411 | |
| 2000 | 1566 | 2446 | 2324 | 40×52 | 4262 | |
ZR系列超聲波流量計采用的是時差法測量原理。它的高可靠性是積8年的制造經(jīng)驗加上博采眾長，通過不斷完善提高得到的；是由于采用了的諸如Philips、Tl、美國國家半導(dǎo)體公司
超聲波流量計
的新型高性能集成元器件加上*的SMD貼裝器件生產(chǎn)線大規(guī)模生產(chǎn)實現(xiàn)的。 40皮秒（40×10E-12秒）的時間分辨率，0.5%的線性度。 低電壓多脈沖原理，保證可靠運行。 兩路0.1%精度的模擬輸入，接入溫度傳感器電流信號，即變成熱量計！實現(xiàn)中文顯示，軟件開放式設(shè)計，所有參數(shù)用戶皆可設(shè)定；硬件元件參數(shù)無關(guān)化設(shè)計，無需調(diào)整即能確保每一臺流量計具有*相同的性能。主機機型有：便攜式、壁掛式、標(biāo)準(zhǔn)盤裝式、手持式、一體式。傳感器具有：方便安裝的外縛式、可靠工作的插入式、高可靠高精度的標(biāo)準(zhǔn)管段式、超高精度的標(biāo)準(zhǔn)型π管段式。
超聲波流量計的主要特點是：流體中不插入任何元件，對流速無影響，也沒有壓力損失；能用于任何液體，特別是具有高黏度、強腐蝕，非導(dǎo)電性等性能的液體的流量測量，也能測量氣體的流量；對于大口徑管道的流量測量，不會因管徑大而增加投資；量程比較寬，可達(dá)5：1；輸出與流量之間呈線性等優(yōu)點。缺點：當(dāng)被測液體中含有氣泡或有雜音時，將會影響測量精度，故要求變送器前后分別有10D和5D的直管段；此外，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。
超聲波測量原理
超聲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聲波就可以檢測出流體的流速，從而換算成流量。根據(jù)檢測的方式，可分為傳播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪聲法及相關(guān)法等不同類型的超聲波流量計。起聲波流量計是近十幾年來隨著集成電路技術(shù)迅速發(fā)展才開始應(yīng)用的一種
非接觸式儀表，適于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(lián)動可進(jìn)行敞開水流的流量測量。使用超聲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(tài)，不產(chǎn)生附加阻力，儀表的安裝及檢修均可不影響生產(chǎn)管線運行因而是一種理想的節(jié)能型流量計。
*，目前的工業(yè)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制造和運輸上的困難，造價提高、能損加大、安裝不僅這些缺點，超聲波流量計均可避免。因為各類超聲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(guān)，而其它類型的流量計隨著口徑增加，造價大幅度增加，故口徑越大超聲波流量計比相同功能其它類型流量計的功能價格比越*。被認(rèn)為是較好的大管徑流量測量儀表，多普勒法超聲波流量計可測雙相介質(zhì)的流量，故可用于水道及排污水等臟污流的測量。在發(fā)電廠中，用便攜式超聲波流量計測量水輪機進(jìn)水量、汽輪機循環(huán)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于氣體測量。管徑的適用范圍從2cm到5m，從幾米寬的明渠、暗渠到500m寬的河流都可適用。
另外，*表的流量測量準(zhǔn)確度幾乎不受被測流體溫度、壓力、粘度、密度等參數(shù)的影響，又可制成非接觸及便攜式測量儀表，故可解決其它類型儀表所難以測量的強腐蝕性、非導(dǎo)電性、放射性及易燃易爆介質(zhì)的流量測量問題。另外，鑒于非接觸測量特點，再配以合理的電子線路，一臺儀表可適應(yīng)多種管徑測量和多種流量范圍測量。超聲波流量計的適應(yīng)能力也是其它儀表不可比擬的。超聲波流量計具有上述一些優(yōu)點因此它越來越受到重視并且向產(chǎn)品系列化、通用化發(fā)展，現(xiàn)已制成不同聲道的標(biāo)準(zhǔn)型、高溫型、防爆型、濕式型儀表以適應(yīng)不同介質(zhì)，不同場合和不同管道條件的流量測量。
超聲波流量計目前所存在的缺點主要是可測流體的溫度范圍受超聲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(shù)據(jù)不全。目前我國只能用于測量200℃以下的流體。另外，超聲波流量計的測量線路比一般流量計復(fù)雜。這是因為，一般工業(yè)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zui大也是10－3數(shù)量級．若要求測量流速的準(zhǔn)確度為1%，則對聲速的測量準(zhǔn)確度需為10-5～10-6數(shù)量級，因此必須有完善的測量線路才能實現(xiàn)，這也正是超聲波流量計只有在集成電路技術(shù)迅速發(fā)展的前題下才能得到實際應(yīng)用的原因。
超聲波流量計由超聲波換嫩氣、電子線路及流量顯示和累積系統(tǒng)三部分組成。超聲波發(fā)射換能器將電能轉(zhuǎn)換為超聲波能量，并將其發(fā)射到被測流體中，接收器接收到的超聲波信號，經(jīng)電子線路放大并轉(zhuǎn)換為代表流量的電信號供給顯示和積儀表算進(jìn)行顯示和積算。這樣就實現(xiàn)了流量的檢測和顯示。
超聲波流量計常用壓電換能器。它利用壓電材料的壓電效應(yīng)，采用適出的發(fā)射電路把電能加到發(fā)射換能器的壓電元件上，使其產(chǎn)生超聲波振勸。超聲波以某一角度射入流體中傳播，然后由接收換能器接收，并經(jīng)壓電元件變?yōu)殡娔埽员銠z測。發(fā)射換能器利用壓電元件的逆壓電效應(yīng)，而接收換能器則是利用壓電效應(yīng)。
超聲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。壓電元件材料多采用鋯鈦酸鉛。為固定壓電元件，使超聲波以合適的角度射入到流體中，需把元件故人聲楔中，構(gòu)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，而且要求超聲波經(jīng)聲楔后能量損失小即透射系數(shù)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、塑料及膠木也可作聲楔材料。
