什么是超聲波流量計
外夾(jia)式或者管(guan)段式超聲(sheng)波流量儀(yi)表是(shi)以“速度差法”為(wei)原(yuan)理，測量圓管(guan)內(nei)液體流量的儀(yi)表。它采(cai)用(yong)(yong)了先進的多脈沖技術、信號(hao)數字化處理技術及糾(jiu)錯技術，使流量儀(yi)表更能適應工業現場(chang)的環境，計量更方便、經濟、準確。產品達到*水平，可廣泛應用(yong)(yong)于石(shi)油、化工、冶金、電力、給排水等領域。
定義
超(chao)(chao)聲(sheng)波流量計是(shi)通(tong)過檢測流體(ti)(ti)流動對超(chao)(chao)聲(sheng)束(或(huo)超聲脈沖)的作用以測(ce)量(liang)流量(liang)的儀表。
超聲波流量計(ji)原理
根據對信(xin)號檢測的原理超聲流量計可分為傳播速(su)度差法(直接時(shi)差(cha)(cha)法(fa)、時(shi)差(cha)(cha)法(fa)、相位差(cha)(cha)法(fa)和頻差(cha)(cha)法(fa))、波束偏移法(fa)、多普勒法(fa)、互相關(guan)法(fa)、空間濾法(fa)及(ji)噪聲法(fa)等。
超(chao)聲流(liu)量(liang)(liang)(liang)計(ji)(ji)和超(chao)聲波(bo)流(liu)量(liang)(liang)(liang)計(ji)(ji)一(yi)樣(yang)，因儀表流(liu)通通道未(wei)設(she)置任何阻(zu)礙件，均屬(shu)*流(liu)量(liang)(liang)(liang)計(ji)(ji)，是適(shi)于解決流(liu)量(liang)(liang)(liang)測量(liang)(liang)(liang)困難問(wen)題的一(yi)類流(liu)量(liang)(liang)(liang)計(ji)(ji)，特別在(zai)大口徑流(liu)量(liang)(liang)(liang)測量(liang)(liang)(liang)方(fang)面有較(jiao)突出的優點，它(ta)是發展迅速的一(yi)類流(liu)量(liang)(liang)(liang)計(ji)(ji)之一(yi)。
超聲波流量(liang)計采用時差式(shi)測量(liang)原理：一(yi)個探頭發(fa)射(she)信(xin)號(hao)穿過管(guan)壁(bi)、介質、另(ling)一(yi)側(ce)管(guan)壁(bi)后，被另(ling)一(yi)個探頭接收到，同時，第二個探頭同樣發(fa)射(she)信(xin)號(hao)被*個探頭接收到，由于(yu)受到介質流速的影響(xiang)，二者存在時間差Δt，根據推算(suan)可(ke)以得出流速V和(he)時間(jian)差Δt之間的(de)換算關系V=(C2/2L)×Δt，進而可以得到流量(liang)值Q
超聲波流量計(ji)優缺點(dian)
超(chao)聲波流量計優點(dian)
超聲波流量(liang)計(ji)是(shi)一(yi)種非(fei)接觸式儀表，它(ta)既可以測(ce)量(liang)大管(guan)徑(jing)的(de)(de)介(jie)質(zhi)流量(liang)也可以用(yong)于(yu)不易(yi)接觸和觀(guan)察的(de)(de)介(jie)質(zhi)的(de)(de)測(ce)量(liang)。它(ta)的(de)(de)測(ce)量(liang)準確度很高，幾乎不受被(bei)測(ce)介(jie)質(zhi)的(de)(de)各種參(can)數(shu)的(de)(de)干擾，尤其(qi)可以解決其(qi)它(ta)儀表不能的(de)(de)強(qiang)腐蝕性、非(fei)導電性、放射性及(ji)易(yi)燃易(yi)爆介(jie)質(zhi)的(de)(de)流量(liang)測(ce)量(liang)問題。
超聲波(bo)流量計缺點
現今所存在的(de)缺點主要是可測流(liu)體(ti)的(de)溫度(du)(du)范圍受超聲波換(huan)能鋁及(ji)換(huan)能器(qi)與管道(dao)之間(jian)的(de)耦合(he)材料耐溫程(cheng)度(du)(du)的(de)限制，以(yi)及(ji)高溫下被測流(liu)體(ti)傳聲速度(du)(du)的(de)原始數據不全。目前我國只能用于測量200℃以下的(de)(de)流(liu)(liu)(liu)體(ti)(ti)。另(ling)外，超聲波(bo)流(liu)(liu)(liu)量(liang)計(ji)的(de)(de)測量(liang)線路比(bi)一(yi)般(ban)(ban)流(liu)(liu)(liu)量(liang)計(ji)復雜(za)。這是因為，一(yi)般(ban)(ban)工業計(ji)量(liang)中液(ye)體(ti)(ti)的(de)(de)流(liu)(liu)(liu)速(su)常常是每秒幾米，而聲波(bo)在液(ye)體(ti)(ti)中的(de)(de)傳播速(su)度約(yue)為1500m/s左(zuo)右，被(bei)測流體(ti)流速(流量)變化(hua)帶給聲速的變化(hua)量zui大也是10－3數(shu)量級．若要求(qiu)測量流速(su)的準確(que)度為1%，則(ze)對聲速(su)的測量準確度(du)需為(wei)10-5～10-6數量(liang)級(ji)，因此必(bi)須有完(wan)善的(de)測量(liang)線路才能實現，這也正是超(chao)聲波流(liu)量(liang)計只有在集成(cheng)電路技術迅(xun)速發展(zhan)的(de)前題(ti)下才能得到實際應用的(de)原因。
超(chao)(chao)聲波(bo)流量計由超(chao)(chao)聲波(bo)換(huan)能器(qi)、電(dian)子線路及流量顯示(shi)和累積系統三部分組成。超(chao)(chao)聲波(bo)發射換(huan)能器(qi)將電(dian)能轉(zhuan)換(huan)為超(chao)(chao)聲波(bo)能量，并將其發射到被測(ce)流體中，接(jie)收器(qi)接(jie)收到的超(chao)(chao)聲波(bo)信號(hao)，經電(dian)子線路放(fang)大(da)并轉(zhuan)換(huan)為代(dai)表流量的電(dian)信號(hao)供(gong)給顯示(shi)和積算儀表進行顯示(shi)和積算。這樣就實(shi)現(xian)了流量的檢(jian)測(ce)和顯示(shi)。
超聲波流量(liang)計常用(yong)壓(ya)(ya)(ya)電(dian)(dian)換能(neng)器。它利用(yong)壓(ya)(ya)(ya)電(dian)(dian)材料的(de)壓(ya)(ya)(ya)電(dian)(dian)效應，采用(yong)適出的(de)發(fa)(fa)(fa)射(she)電(dian)(dian)路把電(dian)(dian)能(neng)加到發(fa)(fa)(fa)射(she)換能(neng)器的(de)壓(ya)(ya)(ya)電(dian)(dian)元(yuan)件(jian)上，使其產生超聲波振勸(quan)。超聲波以某一角(jiao)度射(she)入流體中傳播，然后由接收換能(neng)器接收，并經壓(ya)(ya)(ya)電(dian)(dian)元(yuan)件(jian)變為電(dian)(dian)能(neng)，以便檢測。發(fa)(fa)(fa)射(she)換能(neng)器利用(yong)壓(ya)(ya)(ya)電(dian)(dian)元(yuan)件(jian)的(de)逆(ni)壓(ya)(ya)(ya)電(dian)(dian)效應，而接收換能(neng)器則(ze)是利用(yong)壓(ya)(ya)(ya)電(dian)(dian)效應。
超(chao)聲波流量計換能器的壓電元(yuan)件常做成圓(yuan)形(xing)薄片，沿(yan)厚度(du)振動。薄片直徑(jing)超(chao)過厚度(du)的10倍，以保證振(zhen)動的(de)方向性。壓(ya)電元件(jian)材(cai)料多采用鋯鈦酸鉛(qian)。為固定壓(ya)電元件(jian)，使超聲波以合適的(de)角度射入到流體中(zhong)，需把元件(jian)故人(ren)聲楔(xie)中(zhong)，構成換能器整體(又(you)稱探頭)。聲楔(xie)(xie)的(de)材(cai)料不僅要求強度(du)高、耐(nai)老化，而且(qie)要求超聲波(bo)經聲楔(xie)(xie)后能(neng)量損失小即透射系(xi)數(shu)接近1。常用的聲楔材料是有機玻璃，因為它透明，可以觀察到聲楔中壓電元件的組裝情況。另外，某些橡膠、塑料及膠木也可作聲楔材料。
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