超声波流量计的优势

日期：2023-02-07 点击量：

1.超声波流量计的优势
超声波流量计实现流道内流速、流量的测定,是一种典型的非接触式测量方式,它在实际的测量应用中具有良好优势。第一,超声波流量计对流体流动本身产生的干扰较少,流体阻力较小,并不容易产生压力损失,效率较高;第二,超声波流量计的使用在很大程度上并不受介质物理特征的影响,适应性较强;第三,超声波流量计更适用于高温、高压的环境,尤其在防腐蚀、防爆、防浑浊度大的液体环境下工作效率更高,准确度也更高;第四,超声波流量计具有更为广泛的测量范围,一般来说,其测量里程可以达到5:1,测量输出的结果与流量之间表现出线性关系，更便于进行统计分析;第五,超声波流量计的安装更为简便,对安装环境以及安装人员的技术水平要求并不高。
2.超声波测流基本原理
超声波流量计一般由流量计主机(二次仪表)、超声波换能器(含换能器电缆)、超声波信号发送接收装置(采集时间信号)及其他配套附件组成。超声传播时间法通过测量超声在流体中传播的时间来计算流体的流速和流量。

如图1所示，一对换能器A和B以声道长度L、声道角φ安装在流道2侧,流体中超声传播速度C会与声道投影流速Vproj→Vcosφ叠加,造成超声从下游到上游换能器的传播时间tu小于从上游到下游换能器的传播时间td那么，其计算如式1~4所示。
tu=L/(C-Vproj)(1)
td=L/(C+Vproj)(2)

由此可以同时得到声道投影速度Vproj和声速C,，进而可以得到声道的轴向线平均流速如式(5)所示。

式中:tu为超声波在流体中逆流(由B到A)传播的时间,s;td为超声波在流体中顺流(由A到B)传播的时间,s;L为声道长度,m;V为流体的轴向线平均流速，m/s;0为声道角,(°)。
超声波流量计是在上述原理的基础上,在流道内按照--定的规则设置多条声道,将各条声道测得的流道轴向线平均流速采用相应的积分方法进行积分计算,从而得到流道内流体的总流量。这种时差式超声波流量计方案,能够利用常年“畅流期”条件,有利于泵站水量计算,避免了人为选择推流计算参数而引起较大误差的问题。
3.流量测量方案
泵站进水流道中间设有导流墩,左右2个流道,截面为变断面矩形,参考相关规程和流道的几何尺寸,将站机组流量测量方案确定为8声道流量计声道布置形式(图2~3)。常用的超声波流量计的流量积分方法,有高斯-雅克比法、圆形优化法、高斯-勒让德法及矩形优化法等,针对不同流道形式有不同应用。

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