山東外夾式傳感器的原理及應用
2020/6/15 20:52:29??????點擊：
超聲波流量計具有非觸摸式丈量、低壓損、丈量規(guī)模寬等長處，已經(jīng)被廣泛用于石油化工等行業(yè)的流量計量，特別適用于大口徑管道、非導電性流量丈量。
1 超聲波流量計的根本丈量原理
超聲波流量計使用超聲波在流體的順流和逆流中不同的傳播速度來丈量，丈量原理圖見圖1。最常見的有時差法、速差法和頻差法。
圖1 超聲流量計丈量原理示意圖
時差法：
速差法：
頻差法：
式中，L是A、B換能器的直線間隔，θ是流體流向與超聲波途徑的夾角。
由于聲速c受溫度的影響不容易疏忽，而式（5）中頻差與流速v成正比，且不含聲速c，丈量結果不受溫度影響，所以頻差法更為簡略有用。也有專門使用管段內(nèi)流體的溫度分布隨流體活動而改動，溫度分布又引起聲速變化這一特色研發(fā)的超聲波流量計。
由于一般流速下，順流和逆流的時間差取決于管徑的大小，只有幾百納秒到幾微秒，所以高精度的時差、頻差的丈量方法與超聲波流量計丈量精度關系嚴密，例如荷蘭Instroment公司采用了高速數(shù)字處理電路技能，能檢測出微秒級的微小時間差，計時精度達到納秒級。
2 外夾式超聲波流量計的選型和裝置
依據(jù)換能器的裝置方法不同，超聲波流量計能夠分為：外夾式、管段式和刺進式。外夾式超聲波流量計，是指將換能器貼
在管道外側的超聲波流量計。這種裝置方法是超聲波流量計的三種換能器裝置方法中，裝置和維護最為便利的一種，但是換能器信號的發(fā)射和接納信號通道最雜亂，有必要通過管道、（襯里）和流體介質，丈量精度也相對較低。
選型注意事項
外表的選型是外表使用中非常重要的作業(yè)，超聲波流量計選型要特別注意搜集以下方面的信息：
.1 根本信息
被測流體稱號；***流量、***流量；***溫度、***溫度；管道材料；管道內(nèi)襯材料；管外徑D（或管壁厚度），管內(nèi)徑。
.2 防護等級挑選
一般有IP65和IP68兩種。IP65是防噴水型，在使用中能接受必定壓力和出水量的水柱噴發(fā)。IP68是潛水型，能夠長時間作業(yè)在水中。
.3 丈量點的挑選
1）丈量方位應選在探頭上游大于10D和下游大于5D，充溢液體的直管段處；
2）丈量點挑選應盡或許遠離泵、閥門等設備，避免攪擾。原因同上，因要盡或許丈量平直流體，避免紊流帶來的丈量誤差；
3）丈量點挑選應盡或許遠離大功率電臺，強磁場攪擾源等；
4）管路管材應均勻密實，易于超聲波傳播；
5）充分考慮管內(nèi)結垢情況，盡或許挑選無結垢的管段進行丈量。
裝置注意事項
1）有必要把待裝置換能器的金屬管道外表打磨3倍探頭面積，去掉銹跡油漆，使管壁外表潤滑平整，露出管道金屬的原有外表并保持原有弧度；
2）換能器的***線可懸空，但不能與正、負端短路；
3）換能器與管道觸摸部分要用耦合劑密封，防止空氣、沙塵和銹跡進入；
4）夾具應固定在換能器的中心部分，使之不易滑動。
3 外夾式超聲波流量計的發(fā)展現(xiàn)狀
超聲波的特色之一是傳播衰減大，氣體吸收超聲波能量的才能最強，其次是液體和固體。故單***體的超聲波流量計中，外夾式氣體超聲波流量計在實踐使用中丈量精度一般都不高。為了進步丈量的精度和信號強度，有些超聲波流量計采取了多通道丈量方法，使用多通道的丈量數(shù)據(jù)依據(jù)權值核算均勻流速。還有些超聲波流量計采用了寬束技能。該技能是由換能器宣布較寬頻率規(guī)模的聲束對管道壁進行掃描和查找，使管道變成了換能器的一部分，使聲束能更大面積地掩蓋被測介質的橫截面。有資料顯示寬束技能能夠用較少的聲道便可得到很高的穩(wěn)定性和重復性，可測***管徑能達15mm。
4 結束語
外夾式超聲波流量計是超聲波流量計使用長處的最突出代表，跟著技能的不斷發(fā)展，丈量精度的不斷進步，外夾式超聲波流量計必將會被越來越廣泛使用。因而了解并把握外夾式超聲波流量計功能特色，有利于更好地使用它為工業(yè)生產(chǎn)和計量服務。
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