超聲波流量計(jì)是基于超聲波在流動(dòng)介質(zhì)中傳播的速度等于被測(cè)介質(zhì)的平均流速和聲波本身速度的幾何和的原理而設(shè)計(jì)的。它也是由測(cè)流速來(lái)反映流量大小的。超聲波流量計(jì)雖然在70年代才出現(xiàn)，但由于它可以制成非接觸型式，并可與超聲波水位計(jì)聯(lián)動(dòng)進(jìn)行開(kāi)口流量測(cè)量，對(duì)流體又不產(chǎn)生擾動(dòng)和阻力，所以很受歡。
超聲波流量計(jì)按測(cè)量原理分可分為時(shí)差式和多普勒式
利用時(shí)差式原理制造的時(shí)差式超聲流量計(jì)近年來(lái)得到廣泛的關(guān)注和使用，是目前企事業(yè)使用多的一種超聲波流量計(jì)。
利用多普勒效應(yīng)制造的超聲多普勒流量計(jì)多用于測(cè)量介質(zhì)有一定的懸浮顆粒或氣泡介質(zhì)，使用有一定的局限性，但卻解決了時(shí)差式超聲波流量計(jì)只能測(cè)量單一清澈流體的問(wèn)題，也被認(rèn)為是非接觸測(cè)量雙相流的理想儀表。
優(yōu)點(diǎn):
（1）超聲波流量計(jì)是一種非接觸式測(cè)量?jī)x表，可用來(lái)測(cè)量不易接觸、不易觀察的流體流量和大管徑流量。它不會(huì)改變流體的流動(dòng)狀態(tài)，不會(huì)產(chǎn)生壓力損失，且便于安裝。
（2）可以測(cè)量強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)和非導(dǎo)電介質(zhì)的流量。
（3）超聲波流量計(jì)的測(cè)量范圍大，管徑范圍從20mm～５m.
（4）超聲波流量計(jì)可以測(cè)量各種液體和污水流量。
（5）超聲波流量計(jì)測(cè)量的體積流量不受被測(cè)流體的溫度、壓力、粘度及密度等熱物性參數(shù)的影響?？梢宰龀晒潭ㄊ胶捅銛y式兩種形式。
缺點(diǎn):
（1）超聲波流量計(jì)的溫度測(cè)量范圍不高，一般只能測(cè)量溫度低于200℃的流體。
（2）抗干擾能力差。易受氣泡、結(jié)垢、泵及其它聲源混入的超聲雜音干擾、影響測(cè)量精度。
（3）直管段要求嚴(yán)格，為前20D,后5D。否則離散性差，測(cè)量精度低。
（4）安裝的不確定性，會(huì)給流量測(cè)量帶來(lái)較大誤差。
（5）測(cè)量管道因結(jié)垢，會(huì)嚴(yán)重影響測(cè)量準(zhǔn)確度，帶來(lái)顯著的測(cè)量誤差，甚至在嚴(yán)重時(shí)儀表無(wú)流量顯示
（6）可靠性、精度等級(jí)不高（一般為1.5～2.5級(jí)左右），重復(fù)性差。
（7）使用壽命短（一般精度只能保證一年）。
（8）超聲波流量計(jì)是通過(guò)測(cè)量流體速度來(lái)確定體積流量，對(duì)液體應(yīng)該測(cè)量它的質(zhì)量流量，儀表測(cè)量質(zhì)量流量是通過(guò)體積流量乘以人為設(shè)定的密度后得到的，當(dāng)流體溫度變化時(shí)，流體密度是變化的，人為設(shè)定密度值，不能保證質(zhì)量流量的準(zhǔn)確度。只能在測(cè)量流體速度的同時(shí)，又測(cè)量了流體密度，才能通過(guò)運(yùn)算，得到真實(shí)質(zhì)量流量值。
渦街流量計(jì)是根據(jù)卡門(mén)（Karman）渦街原理研究生產(chǎn)的，主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測(cè)量，如氣體、液體、蒸氣等多種介質(zhì)。
渦街流量計(jì)采用壓電應(yīng)力式傳感器,可靠性高，可在-20℃～+250℃的工作溫度范圍內(nèi)工作。
有模擬標(biāo)準(zhǔn)信號(hào),也有數(shù)字脈沖信號(hào)輸出，容易與計(jì)算機(jī)等數(shù)字系統(tǒng)配套使用，是一種比較先進(jìn)、理想的測(cè)量?jī)x器。
渦街流量計(jì)的特點(diǎn)
1、渦街流量計(jì)是利用流體振動(dòng)原理的一種新型流量計(jì),應(yīng)用在石油、化工、冶金、造紙等行業(yè),測(cè)量管道中液體、氣體流量的儀表。
2、流量計(jì)無(wú)可動(dòng)部件，可靠性強(qiáng)、精度高、壽命長(zhǎng)，可在很寬的流量范圍內(nèi)精確測(cè)量液體的瞬時(shí)流量和累計(jì)流量。
其不受介質(zhì)溫度、壓力、粘度及成分的影響，同時(shí)不堵、不卡、不易結(jié)垢、耐高溫、高壓，安全防爆，適用于惡劣環(huán)境。
3、渦街流量計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，渦街變送器直接安裝于管道上，克服了管路泄漏現(xiàn)象。
另外，渦街流量計(jì)的壓力損失較小，量程范圍寬，對(duì)飽和蒸汽測(cè)量量程比可達(dá)30比1。
4、安裝位置要盡量減少管道內(nèi)汽錘對(duì)渦街發(fā)生體的沖擊。振動(dòng)較大而又無(wú)法消除時(shí)，不宜采用渦街流量計(jì)。
電磁流量計(jì)的安裝和投入使用過(guò)程中也會(huì)遇到各種情況，使測(cè)量產(chǎn)生較大的誤差，甚至無(wú)法進(jìn)行。這就要求儀表安裝和操作人員，能夠按照儀表設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)使用與維護(hù)規(guī)范進(jìn)行檢查和維修?！ ‰姶帕髁坑?jì)作為精密的流量測(cè)量?jī)x表，在安裝時(shí)有較為嚴(yán)格的要求，比如對(duì)于外界電磁干擾的影響，對(duì)于接地的要求，還有就是對(duì)于前端和后端直管的要求都很重要，不過(guò)有時(shí)候限于現(xiàn)場(chǎng)的條件限制，導(dǎo)致安裝無(wú)法達(dá)到理想的狀態(tài)，就需要儀表安裝人員能夠采取相應(yīng)的措施，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)的安裝情況進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，最終儀表的運(yùn)行達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。電磁流量計(jì)的安裝和投入使用過(guò)程中也會(huì)遇到各種情況，使測(cè)量產(chǎn)生較大的誤差，甚至無(wú)法進(jìn)行。這就要求儀表安裝和操作人員，能夠按照儀表設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)使用與維護(hù)規(guī)范進(jìn)行檢查和維修。
一、流量測(cè)量值與實(shí)際值不符的檢查和采取措施 4.1故障原因 1)轉(zhuǎn)換器設(shè)定值不正確． 2)傳感器安裝位置不妥，未滿管或液體中含有氣泡． 3)未處理好信號(hào)電纜或使用過(guò)程中電纜絕緣下降． 4)傳感器上游流動(dòng)狀況不符合要求． 5)傳感器極間電阻變化或電極絕緣下降． 4.2故障檢查和采取措施 1)復(fù)核轉(zhuǎn)換器設(shè)定值和檢查零點(diǎn)、滿度值．首先檢查相配套傳感器和轉(zhuǎn)換器的編號(hào)是否對(duì)號(hào)．當(dāng)代大部分污水流量計(jì)在制造廠實(shí)流校準(zhǔn)后在傳感器名牌(或隨表附《使用說(shuō)明書(shū)》)標(biāo)明校準(zhǔn)的儀表常數(shù)，并在所配套的轉(zhuǎn)換器內(nèi)設(shè)定好．因此新安裝儀表調(diào)試前首先要復(fù)核儀表常數(shù)，傳感器編號(hào)和轉(zhuǎn)換器編號(hào)是否配對(duì)．因?yàn)檫@類失配的事件時(shí)有發(fā)生，還需復(fù)核口徑、量程和計(jì)量單位等設(shè)定值． 2)查管道液狀況和是否含有氣泡． 本類故障主要是管網(wǎng)工程設(shè)計(jì)不良或相關(guān)設(shè)備不完善所引起的，可參閱管道未充滿液體或液體含有少許氣泡的內(nèi)容． 3)檢查信號(hào)電纜系統(tǒng); 查連接電纜匹配是否適當(dāng)?連接是否正確?絕緣是否下降? 通常人們檢查污水流量計(jì)測(cè)量流量不符的故障原因，往往忽視連接傳感器和轉(zhuǎn)換器之間的電纜系統(tǒng)，經(jīng)常遇到以下事例: a)將所附整根電纜割斷后重新連接，使用一階段后連接處吸入潮氣，絕緣下降; b)信號(hào)線末端未處理好，內(nèi)屏蔽層、外屏蔽層和信號(hào)芯相互間有短接，或與外殼短接; c)不用規(guī)定型號(hào)(或所附)的電纜; d)電纜長(zhǎng)度超過(guò)受液體電導(dǎo)率制約的長(zhǎng)度上限; e)液體電導(dǎo)率較低而傳感器和轉(zhuǎn)換器相距較遠(yuǎn)， 4)調(diào)查傳感器上游流動(dòng)狀況． 傳感器上游流動(dòng)狀況常因受安裝空間限制，偏離規(guī)定要求，如接近產(chǎn)生擾流的阻流件而無(wú)足夠長(zhǎng)度的直管段，這些會(huì)引入影響測(cè)量準(zhǔn)確的因素．特別是接近傳感器上游設(shè)置調(diào)節(jié)閥或未全開(kāi)的閘閥，能圓滿解決的唯一辦法是改動(dòng)傳感器的安裝位置;在上游直管段長(zhǎng)度不足的情況下，調(diào)整安裝位置． 5)檢測(cè)電極與液體間接觸電阻和電極絕緣; 電極與液體接觸電阻值主要取決于接觸面積和液體電導(dǎo)率． 充滿電導(dǎo)率為150×10－6s/cm的生活和工業(yè)用水時(shí)，電極與液體接觸電阻約為15kΩ．電極絕緣電阻應(yīng)大于100MΩ． 二、無(wú)流量信號(hào)輸出檢查和采取措施 1.1故障原因 1)電源方面故障． 2)連接電纜(激磁回路，信號(hào)回路)故障． 3)液體流動(dòng)狀況方面故障． 4)傳感器零部件損壞故障． 5)轉(zhuǎn)換器元器件損壞故障． 1.2故障檢查和采取措施 1)查電源方面故障． 首先查主電源和激磁電流熔絲，若接入符合規(guī)定電流值新熔絲再通電而又熔斷，必須找出故障所在點(diǎn)．查電源線路板輸出各路電壓是否正常，或置換整個(gè)電源線路板． 2)查連接電纜系統(tǒng)方面故障．分別檢查連接激磁系統(tǒng)和信號(hào)系統(tǒng)的電纜是否通，連接是否正確． 3)查液體流動(dòng)方向和管內(nèi)液體充滿性． 液體流動(dòng)方向必須與傳感器殼體上箭頭方向一致．對(duì)于能正反向測(cè)量的污水流量計(jì)，若方向不一致雖仍可測(cè)量，但設(shè)定的顯示流動(dòng)正反方向不符，必須改正之．若管道未充滿液體，主要是管網(wǎng)工程設(shè)計(jì)或傳感器安裝位置不妥．若傳感器安裝在a、e位置和虛線管排放b位置，應(yīng)將其改裝到c，d位置?！ ?)查傳感器完好性． 主要檢查各接線端子和激磁線圈完好性．激磁線圈及其系統(tǒng)出現(xiàn)的故障常有:a)線圈斷開(kāi);b)線圈或其端子絕緣下降．二類故障中以絕緣下降出現(xiàn)的頻度相對(duì)較高．線圈斷開(kāi)和絕緣下降可方便地使用萬(wàn)用電表和兆歐表檢查． 5)查轉(zhuǎn)換器的故障． 污水流量計(jì)轉(zhuǎn)換器檢查方法常采用以線路板備件替代法試排除故障． 三、輸出晃動(dòng)故障原因、檢查和采取措施 2.1故障原因 1)流動(dòng)本身是波動(dòng)或脈動(dòng)的，實(shí)質(zhì)上不是污水流量計(jì)的故障，僅如實(shí)反映流動(dòng)狀況． 2)管道未充滿液體或液體中含有氣泡． 3)外界雜散電流等電、磁干擾． 4．2．2故障檢查和采取措施 1)流動(dòng)本身的波動(dòng)． 若流動(dòng)本身波動(dòng)，儀表輸出晃動(dòng)則是如實(shí)反映波動(dòng)狀況．檢查方法可在使用現(xiàn)場(chǎng)向操作人員和流程工藝人員詢問(wèn)或巡視有否波動(dòng)源．污水流量計(jì)上游管道中有否阻流件產(chǎn)生旋渦．在有脈動(dòng)流動(dòng)源的管線上，要減緩其對(duì)流量?jī)x表測(cè)量的影響，通常采取流量傳感器遠(yuǎn)離脈動(dòng)源，利用管流流阻衰減脈動(dòng);或在管線適當(dāng)位置裝上稱作被動(dòng)式濾波器的氣室緩沖器，吸收脈動(dòng)． 2)管道未充滿液體或液體中含有氣泡 本類故障主要是管網(wǎng)工程設(shè)計(jì)不良使傳感器的測(cè)量管未充滿液體或傳感器安裝不妥所致．傳感器下游無(wú)背壓或背壓不足，如裝在位置e，液流經(jīng)下游很短一段管段即排人大氣，若閥門(mén)2全開(kāi)，傳感器測(cè)量管內(nèi)有可能未充滿液體．有時(shí)候流體的流量較大能充滿則儀表運(yùn)行正常，流量減小就有可能液體充不滿而使儀表失常．液體中含有氣體，輸出信號(hào)晃動(dòng)更大．而液體中含有微小氣泡，在流動(dòng)過(guò)程中會(huì)逐漸在高點(diǎn)或死角積聚，遮蓋電極而造成輸出晃動(dòng)． 3)外界電磁干擾． 污水流量計(jì)由于流量信號(hào)小易受外界干擾影響，干擾源主要有管道雜散電流、靜電、電磁波和磁場(chǎng)．管道雜散電流主要靠污水流量計(jì)良好接地保護(hù)，通常接地電阻要小于10Ω，不要和其他電機(jī)和電器共用接地． 四、零點(diǎn)不穩(wěn)定檢查和采取措施 3.1故障原因 1)管道未充滿液體或液體中含有氣泡． 2)主觀上認(rèn)為管系液體無(wú)流動(dòng)而實(shí)際上存在微小流動(dòng);其實(shí)不是污水流量計(jì)故障，而是如實(shí)反映流動(dòng)狀況的誤解． 3)傳感器按地不完善受雜散電流等外界干擾． 4)液體方面(如液體電導(dǎo)率均勻性，電極污染等問(wèn)題)的原因． 5)信號(hào)回路絕緣下降． 3.2故障檢查和采取措施 1)管道未充滿液體或液體中含有氣泡． 可參閱管道未充滿液體或液體小有含有氣泡的內(nèi)容． 2)管道有微量流動(dòng)． 本類故障主要是管線的截止閥密閉性差，污水流量計(jì)所檢測(cè)到的微小泄漏量，誤解為零點(diǎn)變動(dòng)或零點(diǎn)不穩(wěn)定． 3)接地不完善受外界干擾影響和接地電位變動(dòng)影響． 管道雜散電流等外界干擾影響主要靠污水流量計(jì)良好的接地保護(hù)，通常要求接地電阻小于10Ω，不要和其他電機(jī)電器共用接地． 4)檢查液體物性． 液體電導(dǎo)率變化或不均勻，在靜止時(shí)會(huì)使零點(diǎn)變動(dòng)，流動(dòng)時(shí)使輸出晃動(dòng)． 液體若含有雜質(zhì)，或雜質(zhì)沉積測(cè)量管內(nèi)壁，或在測(cè)量管內(nèi)壁結(jié)垢，或電極被油脂等污穢等等，均有可能出現(xiàn)零點(diǎn)變動(dòng)．措施是清除污穢和沉積垢層;若零位變動(dòng)大也可嘗試重新調(diào)零． 5)檢查信號(hào)線路絕緣． 信號(hào)回路絕緣下降會(huì)形成零點(diǎn)不穩(wěn)．信號(hào)回路絕緣下降的主要原因是電極部位絕緣下降所引起的，但也不能排除信號(hào)電纜及其接線端子絕緣下降或破壞．因?yàn)橛袝r(shí)候現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境十分嚴(yán)酷，且儀表蓋、導(dǎo)線連接處密封不慎，彌漫著潮氣酸霧或粉粒塵埃侵入儀表接線盒或電纜保護(hù)層，使絕緣下降．信號(hào)回路絕緣電阻檢查分別按電纜側(cè)和流量傳感器側(cè)兩部分進(jìn)行，用兆歐表測(cè)試．分兩次進(jìn)行． a)充滿液體測(cè)量電極表面液體接觸電阻流量傳感器信號(hào)線，用萬(wàn)用表分測(cè)量每電極與接地點(diǎn)間的電阻，兩電極對(duì)地電阻值之間應(yīng)在10!～20!． b)空管測(cè)量電極絕緣放空測(cè)量管，用干布揩于內(nèi)表面，待完全干燥后，用H500VDC兆歐表測(cè)量各電極與地間的電阻值，阻值必須在100MΩ以上．
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