超聲波流量計基于微處理技術(shù)，大多采用集成電路及低電壓寬脈沖發(fā)射技術(shù)而設(shè)計的。在測量技術(shù)上，為取得更高的分辨率和更大的測量范圍，多使用0.1ns超高分辨率時間測量線路。它專門用于液體介質(zhì)測量特別是水的測量。其顯著特點是：精度等級為±1.0%，可在不停產(chǎn)狀態(tài)下帶壓安裝，主機既可安裝于值控室還可輸出電流、脈沖等標準信號并可利用RS232或RS485接口通訊進行計量數(shù)據(jù)遠程傳送。該流量計具有高可靠性、低功耗、抗干擾、安裝維護方便等優(yōu)點。
一、超聲波流量計的基本構(gòu)造與主要安裝方式：
1、超聲波流量計的構(gòu)造
超聲波流量計一般可分現(xiàn)場傳感器(即探頭)，傳輸電纜，顯示主機三大部分。其傳感器有外夾式、插入式、法藍式(即管段式)，顯示主機分固定式、便攜式，而便攜式主機可配備外夾式傳感器對固定在線運行的超聲波流量計進行比對(現(xiàn)場校準)且安裝十分簡便。
2、超聲波流量計測量點的確定
超聲波流量計需先選取一個適宜的測量點，然后把測量點的水管參數(shù)輸入流量計中，最后將傳感器(即探頭)安裝在水管上。
⑴測量點的一般要求
超聲波流量計的測量點要求需在一定長度的直管段上，即選擇水流分布均勻的管段，以減少測量誤差。
⑵測量點的選取原則
⑴測量點宜選擇距上游(水流來方向)10倍管徑長度、距下游(水流去方向)5倍管徑長度的均勻直管段(即上、下游閥門在該長度以外，或水管的拐點在該長度之外)。
⑵該直管段的材質(zhì)要均勻無疤、裂痕以利于超聲波傳輸。
⑶該直管段的內(nèi)壁應(yīng)無水垢(若略有水垢有條件時可用蒸汽或高壓水吹掃)。
⑷該直管段要充滿水(無論垂直或水平管段)。
3、超聲波流量計傳感器的分類及主要安裝方式
超聲波流量計傳感器的安裝質(zhì)量直接關(guān)乎水流量測量的準確性、可信度和運行可靠性。
⑴超聲波流量計傳感器(探頭)的分類
常用的超聲波流量計傳感器按安裝方式有如下三種：
外夾式傳感器—安裝時需將管外壁的擬安裝位置打磨光滑后用耦合劑將傳感器(探頭)貼于管外壁再用專用夾緊裝置固定。該方式能方便地在管外進行水流量測量，也適合便攜式。缺點是易因耦合劑的處置不當引起信號接收狀態(tài)惡變而影響測量的穩(wěn)定性。
插入式傳感器—安裝時用鉆孔工具在不停產(chǎn)狀態(tài)下將傳感器(探頭)插入管路中。優(yōu)點是能在水管內(nèi)壁結(jié)垢或水中帶氣情況下實現(xiàn)穩(wěn)定可靠的測量。
管段式傳感器—安裝時需要切開選定的直管段，采用法藍聯(lián)接。產(chǎn)品已經(jīng)過專門出廠標定，好處是傳感器可以不停產(chǎn)進行維修，特點是測量準確度高。
⑵超聲波流量計傳感器(探頭)的安裝
超聲波流量計傳感器(探頭)的安裝位置一般選擇兩個傳感器(探頭)管軸在輸水管道的管軸水平方向上或與管軸水平面成45度夾角。
超聲波流量計傳感器(探頭)的安裝方式有Z、V、N、W方式。其中N、W方式適用于管徑為50mm以下的輸水管道，因使用難度和性價比較高而很少應(yīng)用。常用方式有兩種：
a、“V”方式安裝
“V”式安裝是標準的安裝方法，可測管徑范圍為25mm—400mm。安裝傳感器(探頭)時須注意上下游兩傳感器(探頭)水平對齊，使其中心連線與輸水管道軸線水平一致。
b、“Z”方式安裝
“Z”式安裝一般適用于輸水管道粗或水介質(zhì)不很潔凈或管道內(nèi)壁有水垢而使“V”式安裝信號失真狀況。一般說來，300mm以上管徑的輸水管道選用“Z”式安裝較適宜，“Z”式安裝的可測管徑范圍通常在100mm—600mm。安裝傳感器(探頭)時須注意上下游兩傳感器(探頭)與輸水管道軸線在同一平面內(nèi)，且上游傳感器(探頭)在低位、上游傳感器(探頭)在高位。(示意圖見說明書)
⑶超聲波流量計傳感器探頭的安裝檢查
a、主要檢查傳感器(即探頭)的安裝位置是否適宜。
b、與水管外壁的結(jié)合是否光滑緊密。
c、通過主機檢查信號強度和信號質(zhì)量，觀察傳感器是否能夠接收到使主機正常工作的超聲波信號。
4、超聲波流量計的調(diào)試
⑴按流量計要求輸入管道參數(shù)，并記錄。
⑵對上下游傳感器(即探頭)的安裝位置、間距、管道接合度進行調(diào)整，將上下游兩個方向上接收的信號強度調(diào)整至較全(信號強度越大則測量值越穩(wěn)定、可信度越大，越能長時可靠運行)。
二、超聲波流量計使用中的常見故障與處理：
1、故障現(xiàn)象：瞬時流量計波動大。
⑴故障原因：信號強度波動大;本身測量流體波動大。
⑵處理對策：調(diào)整好探頭位置，提高信號強度(保持在3%以上)保證信號強度穩(wěn) 定，如本身流體波動大，則位置不好，重新選點，確保前10D后5D的工況要求。
2、故障現(xiàn)象：外夾式流量計信號低。
⑴故障原因：管徑過大或管道結(jié)垢嚴重或安裝方式不對。
⑵處理對策：對管徑過大、結(jié)垢嚴重者采用插入式探頭;重新選擇安裝方式。
3、故障現(xiàn)象：插入式探頭使用一段時間后信號降低。
⑴故障原因：可能探頭發(fā)生偏移或探頭表面水垢厚。
⑵處理對策：重新調(diào)整探頭位置，清冼探頭發(fā)射面。
4、故障現(xiàn)象：開機無顯示。
⑴故障原因：電源屬性與儀表額定值不對應(yīng)或保險絲燒斷。
⑵處理對策：檢查電源屬性是否與儀表的額定值相對應(yīng)，保險絲是否燒斷。如以上問題無則通知廠家專業(yè)人員處理。
5、故障現(xiàn)象：開機后儀表僅有背光而無任何字符顯示。
⑴故障原因：一般為程序芯片失。
⑵處理對策：通知廠家專業(yè)人員處理。
6、故障現(xiàn)象：儀表在現(xiàn)場強干擾下無法使用。
⑴故障原因：供電電源波動范圍較大或周圍有變頻器或強磁場干擾或接地線不正確。
⑵處理對策：給儀表提供穩(wěn)定的供電電源;或?qū)x表安裝遠離變頻器和強磁場干擾;或規(guī)范設(shè)置接地線。
超聲波流量計是一種耐用的、非接觸式測量污水的超聲波流量計 ，便攜式多普勒超聲波流量計主要應(yīng)用于城市污水處理廠、排水泵站環(huán)保檢測及礦山、油田、冶金、化工、煉油、造紙、食品等行業(yè)的循環(huán)水、紙漿、礦漿、泥漿、酸堿液、化學(xué)原料、海水、城市排水、工業(yè)廢水、生活污水、油水混合液等流量計量。
測量原理
便攜式超聲波流量計探頭隨儀表成對提供，實流標定后出廠。
所有標定數(shù)據(jù)、零偏及探頭參數(shù)全部儲存在探頭內(nèi)存里，與主機連接后，探頭將數(shù)據(jù)發(fā)送給主機，主機會自動識別并優(yōu)化工作。
便攜式超聲波流量計匹配所連接的探頭后，用戶只需輸入管道和介質(zhì)參數(shù)即可。
同時，儀表內(nèi)置的數(shù)據(jù)庫提供了大多數(shù)常用管材和介質(zhì)的選項，測量時，用戶還可根據(jù)狀態(tài)顯示了解應(yīng)用情況。
全密封探頭及一體式電纜確保長期可靠的工作，探頭及電纜鎧裝層均為不銹鋼材質(zhì)，適用于苛刻的工業(yè)環(huán)境。
便攜式超聲波流量計采用獨特的雙uP技術(shù)，高速采樣和自適應(yīng)信號處理技術(shù)，即使在苛刻的測量工況下，也能可靠而穩(wěn)定的工作。
應(yīng)用指南
便攜式超聲波流量計在石油化工行業(yè)、核電行業(yè)、導(dǎo)熱油領(lǐng)域有著獨特的應(yīng)用，并且采用了能量計算功能，可以在測量流量的同時，引入溫度信號，從而獲取能量參數(shù)。
超聲波流量計具有高精確度、無阻礙測量以及較低的總體擁有成本等優(yōu)點，正在快速發(fā)展成為流量測量領(lǐng)域，尤其是計量碳氫化合物的，并在石油和天然氣領(lǐng)域得到普及。超聲波流量計是一種使用十分方便的流量儀表，特別是在大口徑管線上，便攜式超聲波流量計可以將探頭安裝在管道外表面，實現(xiàn)不斷流、不破壞原有管線測量流量，因此受到廣大用戶的歡迎。
1.優(yōu)點
?。?）外夾式超聲波流量計可以實現(xiàn)非接觸測流量，即使是插入式或內(nèi)貼式超聲波流量計，其壓損也幾乎為零，其測流量的方便性與經(jīng)濟性是較好的。
?。?）超聲波流量計水、氣、油各種介質(zhì)都可以測量，其應(yīng)用的領(lǐng)域十分廣闊。
?。?）超聲波流量計的制造成本幾乎和口徑無關(guān)，在大口徑流量計量場合有著價格合理、安裝使用方便的綜合競爭優(yōu)勢。
（4）便攜式超聲波流量計可以實現(xiàn)一臺流量計在各種管徑、各種材質(zhì)的管線上測流量，是作為標準表進行在線校準、比對或期間核查的流量計類型。
?。?）超聲波流量計具有其測流原理基于長度與時間兩個基本物理量的溯源方便性，可以預(yù)見它必將超越其他原理的流量計成為流量標準甚至是流量基準的載體。
?。?）超聲波流量計運行能耗極小，可方便地實現(xiàn)長年電池供電，加之先進的智能化主機可方便地進行網(wǎng)絡(luò)無線通信，其應(yīng)用前景更加廣闊。
2.缺點
?。?）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器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。
?。?）抗干擾能力差，易受氣泡、結(jié)垢、泵、等超聲雜音的影響，導(dǎo)致精度變差。如果出現(xiàn)以上的情況，輕則精度變差，重則儀表不顯示。
（3）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最大也是10-3數(shù)量級。若要求測量流速的準確度為±1%，則對聲速的測量準確度需為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。
?。?）安裝存在未知性，不正確的安裝方式，會影響測量的精度。
（5）使用壽命短，一般精度只能保證2年。
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