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淺析我廠生產(chǎn)的流量計(jì)附件

來源：上海自動化儀表有限公司作者：發(fā)表時(shí)間：2017-12-15 12:46:06【小中大】

淺析我廠生產(chǎn)的流量計(jì)附件

流量計(jì)附件采用外夾式傳感器測量液體流量。安裝過程極為簡單，全中文的人機(jī)界面，更易于操作。特別適合流量平衡測試及流量監(jiān)測：飲用水、河水、海水、冷卻水、熱水、工業(yè)污水、潤滑油、柴油、燃油化工液體等。便攜式流量計(jì)附件產(chǎn)品特點(diǎn)

1、非接觸式測量方式、體積小、重量輕、攜帶方便。

2、傳感器的安裝簡單容易，使用于測量各種大小管道導(dǎo)聲介質(zhì)。

3、測量過程不需破壞管道，不需停產(chǎn)，傳感器不與被測介質(zhì)接觸，無壓損。

4、適合測量金屬管道、塑料管道及其它透聲材料的管道。

5、內(nèi)置可充電電池，可連續(xù)工作時(shí)間12小時(shí)以上。

6、智能型現(xiàn)場打印功能，保證流量數(shù)據(jù)的完整。

便攜式流量計(jì)附件性能特點(diǎn) 測量液體：水，海水，堿等單一流體，濁度小于10000ppm，粒徑小于1mm; 管道材料：鋼，鑄鐵，PVC管材等刮板可穿透的滿管，質(zhì)地致密，無嚴(yán)重腐蝕結(jié)垢，允許薄層質(zhì)密襯里管襯材料：橡膠，環(huán)氧瀝青，玻璃鋼，砂漿等，或無襯里管徑范圍： DN15mm~6000mm 直管段長：上游>10D，下游>5D(D:管徑) 顯示方式：雙行20字符液晶顯示環(huán)境溫/濕度：主機(jī)-20℃~+50℃;傳感器-20℃~+120℃，傳感器可浸水工作，水深小于2m 便攜式流量計(jì)附件簡要說明便攜式流量計(jì)附件利用了低電壓、多脈沖時(shí)差原理，采用高精度和超穩(wěn)定的雙平衡信號差分發(fā)射、差分接收數(shù)字檢測技術(shù)，當(dāng)刮板束在液體中傳播時(shí)，液體的流動將使傳播時(shí)間產(chǎn)生微小變化，其傳播時(shí)間的變化正比于液體的流速。零流量時(shí)，兩個(gè)傳感器發(fā)射和接收聲波所需的時(shí)間完全相同（唯一可實(shí)際測量零流量的技術(shù)），液體流動時(shí)，逆流方向的聲波傳輸時(shí)間大于順流方向的聲波傳輸時(shí)間。

其關(guān)系符合下面表達(dá)式：　　TDS-100P流量計(jì)附件獨(dú)有的三種安裝方式使測量安裝簡單、方便，靈活，在線式測量及標(biāo)定巡檢式測量已廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、輕紡、環(huán)保、食品等部門及水利建設(shè)等領(lǐng)域技術(shù)參數(shù)編輯 FLEXIM 便攜式流量計(jì)附件G601/F601的技術(shù)參數(shù)如下：

測量測量原理:時(shí)差相關(guān)原理　　

流速: 0.01~25 m/s 　　

分辨率: 0.025 cm/s 　　

重復(fù)性: 0.15%讀數(shù)，視應(yīng)用而定　　

精度:(流場充分發(fā)展且徑向?qū)ΨQ) 　　

體積流量: ± 1%讀數(shù)，視應(yīng)用而定　　± 0.5%讀數(shù)，經(jīng)過標(biāo)定　　

流速: ± 0.5%讀數(shù)，視應(yīng)用而定　　

可測介質(zhì): 所有導(dǎo)聲流體, 且氣泡或固體顆粒的體積含量<10% 主機(jī)

外殼重量: ~ 1.9kg 　　

防護(hù)等級: IP65 (根據(jù)EN60529) 　　

材質(zhì):鋁合金，粉末涂層　　

尺寸: (226 x 213 x 59)mm (WxHx D) 　　

通道: 2 　　危險(xiǎn)區(qū): Zone 2 　　

電源: 充電電池(6V/4Ah); 外接電源(100 ~ 240)VAC 　　

電池工作時(shí)間: >14h 　　

顯示: 2 x 16 字符, 點(diǎn)陣, 帶背光　　

工作溫度: -10 ~ 60℃ 　　功耗: < 6W 　　

信號平均: (0 ~ 100)s, 可調(diào) 　　

測量速率: (100 ~ 1000)Hz (1通道) 　　

響應(yīng)時(shí)間: 1s (1通道), 70ms可選. 測量功能

測量量: 體積/ 質(zhì)量流量, 流速, 能量流量(需溫度輸入) 　　

累積量: 體積, 質(zhì)量,能量(可選) 　　

計(jì)算功能: 平均值, 差值, 總和　　

工作語言: 捷克語, 丹麥語, 德語, 英語, 法語, 荷蘭語, 挪威語,波蘭語, 西班牙語

基本原理編輯流量計(jì)附件的基本原理及類型刮板在流動的流體中傳播時(shí)就載上流體流速的信息。因此通過接收到的刮板就可以檢測出流體的流速，從而換算成流量。根據(jù)檢測的方式，可分為傳播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪聲法及相關(guān)法等不同類型的流量計(jì)附件。起聲波流量計(jì)是近十幾年來隨著集成電路技術(shù)迅速發(fā)展才開始應(yīng)用的一種非接觸式儀表，適于測量不易接觸和觀察的流體以及大管徑流量。它與水位計(jì)聯(lián)動可進(jìn)行敞開水流的流量測量。使用刮板流量比不用在流體中安裝測量元件故不會改變流體的流動狀態(tài)，不產(chǎn)生附加阻力，儀表的安裝及檢修均可不影響生產(chǎn)管線運(yùn)行因而是一種理想的節(jié)能型流量計(jì)。

眾所周知，目前的工業(yè)流量測量普遍存在著大管徑、大流量測量困難的問題，這是因?yàn)橐话懔髁坑?jì)隨著測量管徑的增大會帶來制造和運(yùn)輸上的困難，造價(jià)提高、能損加大、安裝不僅這些缺點(diǎn)，流量計(jì)附件均可避免。因?yàn)楦黝惲髁坑?jì)附件均可管外安裝、非接觸測流，儀表造價(jià)基本上與被測管道口徑大小無關(guān)，而其它類型的流量計(jì)隨著口徑增加，造價(jià)大幅度增加，故口徑越大流量計(jì)附件比相同功能其它類型流量計(jì)的功能價(jià)格比越優(yōu)越。被認(rèn)為是較好的大管徑流量測量儀表，多普勒法流量計(jì)附件可測雙相介質(zhì)的流量，故可用于下水道及排污水等臟污流的測量。在發(fā)電廠中，用便攜式流量計(jì)附件測量水輪機(jī)進(jìn)水量、汽輪機(jī)循環(huán)水量等大管徑流量，比過去的皮脫管流速計(jì)方便得多。超聲被流量汁也可用于氣體測量。

管徑的適用范圍從2cm到5m，從幾米寬的明渠、暗渠到500m寬的河流都可適用。另外，超聲測量儀表的流量測量準(zhǔn)確度幾乎不受被測流體溫度、壓力、粘度、密度等參數(shù)的影響，又可制成非接觸及便攜式測量儀表，故可解決其它類型儀表所難以測量的強(qiáng)腐蝕性、非導(dǎo)電性、放射性及易燃易爆介質(zhì)的流量測量問題。另外，鑒于非接觸測量特點(diǎn)，再配以合理的電子線路，一臺儀表可適應(yīng)多種管徑測量和多種流量范圍測量。流量計(jì)附件的適應(yīng)能力也是其它儀表不可比擬的。流量計(jì)附件具有上述一些優(yōu)點(diǎn)因此它越來越受到重視并且向產(chǎn)品系列化、通用化發(fā)展，現(xiàn)已制成不同聲道的標(biāo)準(zhǔn)型、高溫型、防爆型、濕式型儀表以適應(yīng)不同介質(zhì)，不同場合和不同管道條件的流量測量。流量計(jì)附件目前所存在的缺點(diǎn)主要是可測流體的溫度范圍受刮板換能鋁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。另外，流量計(jì)附件的測量線路比一般流量計(jì)復(fù)雜。這是因?yàn)椋话愎I(yè)計(jì)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(zhǔn)確度為1%，則對聲速的測量準(zhǔn)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(shí)現(xiàn)，這也正是流量計(jì)附件只有在集成電路技術(shù)迅速發(fā)展的前題下才能得到實(shí)際應(yīng)用的原因。流量計(jì)附件由刮板換能器、電子線路及流量顯示和累積系統(tǒng)三部分組成。刮板發(fā)射換能器將電能轉(zhuǎn)換為刮板能量，并將其發(fā)射到被測流體中，接收器接收到的刮板信號，經(jīng)電子線路放大并轉(zhuǎn)換為代表流量的電信號供給顯示和積算儀表進(jìn)行顯示和積算。這樣就實(shí)現(xiàn)了流量的檢測和顯示。

流量計(jì)附件常用壓電換能器。它利用壓電材料的壓電效應(yīng)，采用適出的發(fā)射電路把電能加到發(fā)射換能器的壓電元件上，使其產(chǎn)生刮板振勸。刮板以某一角度射入流體中傳播，然后由接收換能器接收，并經(jīng)壓電元件變?yōu)殡娔埽员銠z測。發(fā)射換能器利用壓電元件的逆壓電效應(yīng)，而接收換能器則是利用壓電效應(yīng)。流量計(jì)附件換能器的壓電元件常做成圓形薄片，沿厚度振動。薄片直徑超過厚度的10倍，以保證振動的方向性。壓電元件材料多采用鋯鈦酸鉛。為固定壓電元件，使刮板以合適的角度射入到流體中，需把元件故人聲楔中，構(gòu)成換能器整體(又稱探頭)。聲楔的材料不僅要求強(qiáng)度高、耐老化，而且要求刮板經(jīng)聲楔后能量損失小即透射系數(shù)接近1。

常用的聲楔材料是有機(jī)玻璃，因?yàn)樗该鳎梢杂^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。流量計(jì)附件的電子線路包括發(fā)射、接收、信號處理和顯示電路。測得的瞬時(shí)流量和累積流量值用數(shù)字量或模擬量顯示。根據(jù)對信號檢測的原理，目前流量計(jì)附件大致可分傳播速度差法(包括：直接時(shí)差法、時(shí)差法、相位差法、頻差法)波束偏移法、多普勒法、相關(guān)法、空間濾波法及噪聲法等類型，如圖所示。其中以噪聲法原理及結(jié)構(gòu)最簡單，便于測量和攜帶，價(jià)格便宜但準(zhǔn)確度較低，適于在流量測量準(zhǔn)確度要求不高的場合使用。由于直接時(shí)差法、時(shí)差法、頻差法和相位差法的基本原理都是通過測量刮板脈沖順流和逆流傳報(bào)時(shí)速度之差來反映流體的流速的，故又統(tǒng)稱為傳播速度差法。其中頻差法和時(shí)差法克服了聲速隨流體溫度變化帶來的誤差，準(zhǔn)確度較高，所以被廣泛采用。

按照換能器的配置方法不同，傳播速度差撥又分為：Z法(透過法)、V法(反射法)、X法(交叉法)等。波束偏移法是利用刮板束在流體中的傳播方向隨流體流速變化而產(chǎn)生偏移來反映流體流速的，低流速時(shí)，靈敏度很低適用性不大．多普勒法是利用聲學(xué)多普勒原理，通過測量不均勻流體中散射體散射的刮板多普勒頻移來確定流體流量的，適用于含懸浮顆粒、氣泡等流體流量測量。相關(guān)法是利用相關(guān)技術(shù)測量流量，原理上，此法的測量準(zhǔn)確度與流體中的聲速無關(guān)，因而與流體溫度，濃度等無關(guān)，因而測量準(zhǔn)確度高，適用范圍廣。但相關(guān)器價(jià)格貴，線路比較復(fù)雜。在微處理機(jī)普及應(yīng)用后，這個(gè)缺點(diǎn)可以克服。噪聲法(聽音法)是利用管道內(nèi)流體流動時(shí)產(chǎn)生的噪聲與流體的流速有關(guān)的原理，通過檢測噪聲表示流速或流量值。其方法簡單，設(shè)備價(jià)格便宜，但準(zhǔn)確度低。以上幾種方法各有特點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)被測流體性質(zhì)．流速分布情況、管路安裝地點(diǎn)以及對測量準(zhǔn)確度的要求等因素進(jìn)行選擇。一般說來由于工業(yè)生產(chǎn)中工質(zhì)的溫度常不能保持恒定，故多采用頻差法及時(shí)差法。只有在管徑很大時(shí)才采用直接時(shí)差法。

對換能器安裝方法的選擇原則一般是：當(dāng)流體沿管軸平行流動時(shí)，選用Z法；當(dāng)流動方向與管鈾不平行或管路安裝地點(diǎn)使換能器安裝間隔受到限制時(shí)，采用V法或X法。當(dāng)流場分布不均勻而表前直管段又較短時(shí)，也可采用多聲道(例如雙聲道或四聲道)來克服流速擾動帶來的流量測量誤差。多普勒法適于測量兩相流，可避免常規(guī)儀表由懸浮粒或氣泡造成的堵塞、磨損、附著而不能運(yùn)行的弊病，因而得以迅速發(fā)展。隨著工業(yè)的發(fā)展及節(jié)能工作的開展，煤油混合(COM)、煤水泥合(CWM)燃料的輸送和應(yīng)用以及燃料油加水助燃等節(jié)能方法的發(fā)展，都為多普勒流量計(jì)附件應(yīng)用開辟廣闊前景。

流速: ± 0.5%讀數(shù)，視應(yīng)用而定可測介質(zhì): 所有導(dǎo)聲流體, 且氣泡或固體顆粒的體積含量<10% 便攜式流量計(jì)附件主機(jī)外殼重量: ~ 3.9kg防護(hù)等級: IP54 (根據(jù)EN60529)材質(zhì):鋁合金，粉末涂層尺寸: (270 x 100 x 180)mm (WxHx D)(不含把手)通道: 2危險(xiǎn)區(qū): Zone 2電源: 充電電池(6V/4Ah); 外接電源(100 ~ 240)VAC電池工作時(shí)間: >10h顯示: 2 x 16 字符, 點(diǎn)陣, 帶背光工作溫度: -10 ~ 60℃

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