超声波流量计

超超 概述： 声声波波流流量量计计 管段式超声波 流量仪表 [3]是以“速度差法 ”为原理，测量圆管内液体流量的仪表。它采用了先进的多 脉冲技术、信号数字化处理技术及纠错技术，使流量仪表更能适应工业现场的环境，计量更方便、经济、 准确。产品达到国内外先进水平，可广泛应用于石油、化工、冶金、电力、给排水等领域。 产品特点： ◆独特的信号数字化处理技术，使仪表测量信号更稳定、抗干扰能力强、计量更准确。 ◆无机械传动部件不容易损坏，免维护，寿命长。 ◆电路更优化、集成度高、功耗低、可靠性高。 ◆智能化标准信号输出，人机界面友好、多种二次信号输出，供您任意选择。 ◆管段式小管径测流经济又方便，测量精度高达0.5级。 性能参数： 性 能 测量液体 准确度 流速范围 管径范围 传感器材质 传感器承压 能力 转换器 防护等级 传感器 工作温度 电 缆 信号输出 参 数 充满被测管道的水、污水及其它均质液体，悬浮物含量小 于10g/L，粒径小于 1mm。 ±1.0% ±0.01m/s~ ±12.0m/s DN300mm~DN2000mm 钢或不锈钢 管径300~600mm ，压力不超过 2MPa；管径700~2000mm ， 压力不超过 1MPa 环境温度： -10℃~+45℃；湿度 ≤85%(RH) (特殊环境订货 时说明 ) 壁挂式 IP65 防护等级： IP68 0~50℃ 盘装式 IP51 常温型 0~150℃ 一体式 IP65 高温型 -20~0℃ 低温型 采用双芯带屏蔽高频电缆，工作温度-40~+70 ℃ 模拟量： 4~20mA 或0~20mA 或0~10mA 软件可选；负载 能力小于 600Ω 开关量：累计流量脉冲输出，闭合3ms，周期 6ms，传输距离小于 500m 串行口： RS-485 ，传输速率 4800bit/s, 传输距离小于 1200m 键 盘 显示器 显示内容 1×3按键 2×16位背光液晶字符显示器 同屏显示瞬时流量： -99999.99~+99999.99m3/h 累计流量：-19999999.99~+19999999.99m3，键控 显示累计运行时间 数据存储 工作电源 电缆长度 累计流量、累计运行时间及各项设置参数，掉电后数据可 保存100年 AC 220V ±15%，50Hz 功率u,因此两者的时间差为▽t=t2-t1=2Lu/cc由 此可知，当声波在流体中的传播速度c 已知时，只要测出时间差▽ t 即可求出流速 u，进而可求出流量 Q。 利用这个原理进行流量测量的方法称为时差法。此外还可用相差法、频差法等。 相差法原理：如果超声波发射器发射连续超声脉冲或周期较长的脉冲列，则在顺流和逆流发射时所 接收到的信号之间便要产生相位差▽O,即▽O=w▽t=2wLu/cc 式中， w 为超声波角频率。当测得▽O 时即可求出 u,进而求得流量 Q。此法用测量相位差▽ O 代替 了测量微小的时差▽ t，有利于提高测量精度。但存在者声速c 对测量结果的影响。 频差法原理：为了消除声速c 的影响，常采用频差法。由前可知，上、下游接收器接受到的超声波 的频率之差为▽ f 可用下式表示▽f＝[（c+u）/L]-[(c-u)/L]=2u/L 由此可知，只要测得▽ f 就可求得流量 Q，并且此法与声速无关。超声波技术及其应用一、没测量 水位概况 目前水电站多采用浮子式液位计或投入式液位计来进行水位测量。其缺点为：测量精度低，不可靠， 经常出现浮子卡死不动和传感器堵塞导致测不准；维护工作量大，安装、调试不便，采集到的仅是模拟 告警信号，不能直接进入电厂计算机监控系统。对无人值班电厂不实用。 我们对拦污栅水位测量系统进行了反复对比，优化得出最后的方案设计，采用超声波液位计 对栅前、 栅后水位进行实时准确监测，超声波液位计用PLC 对采集量进行处理。并且把实时水位和压差数据送到 中控室，超声波液位计显示和越限报警。超声波液位计同时采用RS422/RS232 接口，又把实时数据送到 大坝集中控制室工控机，处理成计算机通信报文，最终将采集量送到电厂计算机监控系统上位机。 该项目实施后不仅满足栏污栅栅前、栅后水位及压差的多点实时监测，及报警功能，而且结束了拦 污栅测量系统独立工作，无法与电厂计算机监控系统通讯的局面。实现与闸门系统的监视功能、控制功 能以及故障时 ON-CALL 寻呼系统功能的集成。满足了无人值班电站的需要。该技术在云南省电力系统 还是第一家。 二、超声波液位计测量水位的原理以及安装要求 超声波液位计工作时，高频脉冲声波由换能器（探头）发出，遇被测物体（水面）表面被反射，折 回的反射回波被同一换能器（探头）接收，转换成电信号。脉冲发送和接收之间的时间（声波的运动时 间）与换能器到物体表面的距离成正比，声波传输的距离S 与声速 C 和传输时间 T 之间的关系可以用公 式表示： S=CⅹT/2 例如：声速 C=344m/s ，传输时间为 50ms，即可算出传输的距离为 17.2m，测定距离为 8.6m。 三．可编程超声波式拦污栅水位测量系统在田坝电站应用产生的效果 用超声波液位计测量大坝水位目前在国内尚不普遍，技术上尚无经验可以借鉴。在这样的情况下， 我们充分利用 PLC 与超声波液位计这一领域的先进技术，按照总体规划，长远考虑，一次到位，避免重 复改造，重复投资的这一原则，对该项目进行自行设计，全面顺利地完成了这一课题。在该领域取得了 较有价值的经验。为目前我国国内水电站实现对大坝水位监测系统提供了一个可以借鉴的范例。 超声波流量计原理 超声波在流动的流体中传播时就载上流体流速的信息。因此通过接收到的超声波就可以检测出流体 的流速，从而换算成流量。根据检测的方式，可分为传播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪声法及 相关法等不同类型的超声波流量计。起声波流量计是近十几年来随着集成电路技术迅速发展才开始应用 的一种 非接触式仪表，适于测量不易接触和观察的流体以及大管径流量。它与水位计联动可进行敞开水流 的流量测量。使用超声波流量比不用在流体中安装测量元件故不会改变流体的流动状态，不产生附加阻 力，仪表的安装及检修均可不影响生产管线运行因而是一种理想的节能型流量计。 众所周知，目前的工业流量测量普遍存在着大管径、大流量测量困难的问题，这是因为一般流量计 随着测量管径的增大会带来制造和运输上的困难，造价提高、能损加大、安装不仅这些缺点，超声波流 量计均可避免。因为各类超声波流量计均可管外安装、非接触测流，仪表造价基本上与被测管道口径大 小无关，而其它类型的流量计随着口径增加，造价大幅度增加，故口径越大超声波流量计比相同功能其 它类型流量计的功能价格比越优越。被认为是较好的大管径流量测量仪表 ，多普勒法超声波流量计可测 双相介质的流量，故可用于下水道及排污水等脏污流的测量。在发电厂中，用便携式超声波流量计测量 水轮机进水量、汽轮机循环水量等大管径流量，比过去的皮脱管流速计方便得多。超声被流量汁也可用 于气体测量。管径的适用范围从2cm 到5m，从几米宽的明渠、暗渠到500m 宽的河流都可适用。 另外，超声测量仪表的流量测量准确度几乎不受被测流体温度、压力、粘度、密度等参数的影响， 又可制成非接触及