對於大管道流量測量,采用 差壓式流量計時, 標準節流裝置製作很困難,測量也很難做到準確。而采用超聲波流量計則不然,具體地說超聲波流量計具有以下特點:
一、由於超 聲波流量計采用非接觸測量的方法,因此可以在特殊條件下(如高溫高壓、防爆、強腐蝕等)進行測量。即使在一般條件下,接觸式流量計(如差壓式、流量計等)會(hui)對(dui)流(liu)體(ti)的(de)流(liu)動(dong)產(chan)生(sheng)一(yi)定(ding)的(de)阻(zu)力(li),而(er)且(qie)在(zai)黏(nian)性(xing)比(bi)較(jiao)大(da)的(de)流(liu)體(ti)中(zhong)使(shi)用(yong)時(shi),準(zhun)確(que)度(du)會(hui)顯(xian)著(zhu)降(jiang)低(di)。而(er)超(chao)聲(sheng)波(bo)流(liu)量(liang)計(ji)不(bu)會(hui)產(chan)生(sheng)附(fu)加(jia)阻(zu)力(li),也(ye)很(hen)少(shao)受(shou)流(liu)體(ti)黏(nian)性(xing)的(de)影(ying)響(xiang)。可(ke)見(jian)超(chao)聲(sheng)波(bo)流(liu)量(liang)計(ji)屬(shu)於(yu)非(fei)接(jie)觸(chu)式(shi)測(ce)量(liang),對(dui)流(liu)體(ti)場(chang)無(wu)幹(gan)擾(rao),無(wu)阻(zu)力(li)件(jian),不(bu)產(chan)生(sheng)壓(ya)力(li)損(sun)失(shi)。
二、安裝方便。隻要將管外壁打磨光,抹上矽油,使其接觸良好即可。
三、 超聲波流量計受shou介jie質zhi物wu理li性xing質zhi的de限xian製zhi比bi較jiao少shao,適shi應ying性xing較jiao強qiang。例li如ru電dian磁ci流liu量liang計ji和he激ji光guang流liu量liang計ji對dui不bu導dao電dian和he不bu透tou明ming的de流liu體ti就jiu難nan以yi應ying用yong,而er超chao聲sheng波bo流liu量liang計ji則ze不bu受shou影ying響xiang,可ke測ce量liang各ge種zhong介jie質zhi。適shi應ying於yu腐fu蝕shi性xing、黏性、渾濁度大的流體,而且測量準確度高。
四、輸出信號為線性的。 超聲波流量計的測量原理是:超(chao)聲(sheng)波(bo)在(zai)流(liu)動(dong)介(jie)質(zhi)中(zhong)傳(chuan)播(bo)時(shi),其(qi)傳(chuan)播(bo)速(su)度(du)與(yu)在(zai)靜(jing)止(zhi)介(jie)質(zhi)中(zhong)的(de)傳(chuan)播(bo)速(su)度(du)不(bu)同(tong),其(qi)變(bian)化(hua)量(liang)與(yu)介(jie)質(zhi)流(liu)速(su)有(you)關(guan)。測(ce)得(de)這(zhe)一(yi)變(bian)化(hua)量(liang)就(jiu)能(neng)求(qiu)得(de)介(jie)質(zhi)的(de)流(liu)速(su),進(jin)而(er)求(qiu)出(chu)流(liu)量(liang)。例(li)如(ru)超(chao)聲(sheng)波(bo)在(zai)順(shun)流(liu)和(he)逆(ni)流(liu)中(zhong)的(de)傳(chuan)播(bo)情(qing)況(kuang),如(ru)圖(tu)4-10所示。圖中F為發射換能器,J為接收換能器,u為介質流速,c為介質靜止時聲速。順流中超聲波的傳播速度為c+u,逆流中超聲波的傳播速度為c-u,順流和逆流之間速度差與介質流速u有關。測得這一差值即可求得流速u,進而通過計算得到流量值qv=Au。測量速度差的方法很多,常用的有時間差法、相位差法和頻率差法。
圖4-11所示為超聲波在管壁間的傳播軌跡。介質靜止時超聲軌跡為實線,它與軸線之間的夾角為θ。當介質平均流速為u時,傳播的軌跡為虛線所示,它與軸線間夾角為θ/。速度Cu為兩個分速度(u和c)的向量和,為了 使問題簡化,認為θ=θ/(因為在一般情況c》u),這時可得Cu=C+ucosθ。
 近年來超聲波流量測量技術已獲得了迅速的發展,它已經成為流量測量技術中的一個重要分支。除了液體流量的測量,在氣體和氣粉體(雙相流體)liusuceliangfangmian,chaoshengbofangfayeyouqikequzhichu,zaiqitijiezhifangmiankecechushunshihemaidongliusu,tahainengtongshicechuwendu。zaihuodianchangzhongcaiyongqidongfangshishusongmeifenranliao,xuyaocedemeifendezhiliangliuliang,caiyongyibanfangfananyihuodemanyidejieguo,erchaoshengbofakeyidanduceliangfenzhuangwuzhidediansudu(如超聲多普勒法),也可以測量煤粉氣流的流速(如相差法等),然後根據粉狀材料顆粒大小計算顆粒物質的流速;或者配合以氣粉體密度測量,獲得氣粉體質量流量。
超聲波流量計雖然具有許多的特點,但也存在一些缺點:當液體中有氣泡或有噪聲時,會影響聲波傳播;超聲波流量計實際測定的是流體速度,它將受速度分布不均勻的影響,雖可以校正,但不十分準確,故要求超聲波流量計前後分別有10D和5D的直管道長度;另外從以上的分析可知 超聲波流量計結構較複雜,成本較高。
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