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            技术支持

            超声波流量计的优缺点以及国内外技术差异
            发布时间:2018-07-30   点击次数:272次
              超声波流量计的优缺点以及国内外技术差异
              超声波流量计是通过检测流体流动对超声束(或超声脉冲)的作用以测量流量的仪表。
              一、工作原理
              根据对信号检测的原理超声流量计可分为传播速度差法(直接时差法、时差法、相位差法和频差法)、波束偏移法、多普勒法、互相关法、空间滤法及噪声法等。超声流量计和超声波流量计一样,因仪表流通通道未设置任何阻碍件,均属无阻碍流量计,是适于解决流量测量困难问题的一类流量计,特别在大口径流量测量方面有较突出的优点,它是发展迅速的一类流量计之一。
              超声波流量计采用时差式测量原理:一个探头发射信号穿过管壁、介质、另一侧管壁后,被另一个探头接收到,同时,第二个探头同样发射信号被个探头接收到,由于受到介质流速的影响,二者存在时间差Δt,根据推算可以得出流速V和时间差Δt之间的换算关系V=(C2/2L)×Δt,进而可以得到流量值Q
              根据以上原理可将超声波流量计分为两大类:时差法超声波流量计、多普勒超声波流量计。
              二、优缺点
              1.优点
              超声波流量计是一种非接触式仪表,它既可以测量大管径的介质流量也可以用于不易接触和观察的介质的测量。它的测量准确度很高,几乎不受被测介质的各种参数的干扰,尤其可以解决其它仪表不能的强腐蚀性、非导电性、放射性及易燃易爆介质的流量测量问题。
              2.缺点
              现今所存在的缺点主要是可测流体的温度范围受超声波换能铝及换能器与管道之间的耦合材料耐温程度的限制,以及高温下被测流体传声速度的原始数据不全。目前我国只能用于测量200℃以下的流体。另外,超声波流量计的测量线路比一般流量计复杂。这是因为,一般工业计量中液体的流速常常是每秒几米,而声波在液体中的传播速度约为1500m/s左右,被测流体流速(流量)变化带给声速的变化量大也是10-3数量级。若要求测量流速的准确度为1%,则对声速的测量准确度需为10-5~10-6数量级,因此必须有完善的测量线路才能实现,这也正是超声波流量计只有在集成电路技术迅速发展的前题下才能得到实际应用的原因。
              三、超声波流量计构成
              超声波流量计由超声波换能器、电子线路及流量显示和累积系统三部分组成。超声波发射换能器将电能转换为超声波能量,并将其发射到被测流体中,接收器接收到的超声波信号,经电子线路放大并转换为代表流量的电信号供给显示和积算仪表进行显示和积算。这样就实现了流量的检测和显示。
              根据换能器的安装方式又可以将超声波流量计分为三大类:外夹式超声波流量计、插入式超声波流量计、管段式超声波流量计。
              四、超声波流量计应用行业
              广泛应用于石油、化工、冶金、电力、给排水等领域,因为采用非接触式测量,几乎不受被测流体温度、压力、粘度、密度等参数的影响,可解决其它类型仪表所难以测量的强腐蚀性、非导电性、放射性及易燃易爆介质的流量测量问题。
              五、国内外技术差异
              1.精度差异。国外先进产品的精度基本都能达到或者超过1.0级,而国内市场常见产品的精度达多低于1.0级,少数品牌如博锐BR1288i可以达到0.5级。
              2.重复性差异。国产超声波流量计的重复性很少能达到0.2%。
              3.测量温度范围差异。国产液体超声波流量计测量介质的温度大多低于60度,高于80度需要采用高温型传感器,高温度只能达到130度,而德国弗莱克森系列超声波流量计高温型传感器可测400度左右的高温介质。
              4.测量介质差异。国产超声波流量计大多只能测量液体介质,测量气体介质还有不少技术难题没有攻克。美国丹尼尔气体超声波流量计、GE超声波流量计等国外知名品牌在世界天然气贸易结算领域独霸天下,中国制造还未能涉足。

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