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超 声 波 流 量 计 目录 一.超声波流量计分类 二.超声波流量计系统组成部分 三.超声波流量计的特点 四.超声流量计的基本工作原理 五.超声波流量计的安装注意事项 六.外夹式超声波特点 一.超声波流量计分类 流量计按换能器安装方式可分为插入式和外夹式两种形式。 插入式流量计根据换能器的数量不同，分为单声道流量计，双声道流量计和多声道流量计。 流量计按计量方式分为：贸易用流量计和核查流量计。 贸易用流量计只有二声道以上插入式超声波流量计。 二.超声波流量计系统组成部分 超声波流量计系统主要由下列 部分组成： 1、 流量计； 2、 流量计算机(体积修正仪)； 3、 温度变送器; 4、 压力变送器; 5、 前、后直管段。 6、 整流器(选用) 流量计系统各部分的作用说明 3、 温度变送器（铂热电阻）：为流量计算机提供温度补偿数据。 4、 压力变送器：为流量计算机提供压力补偿数据。 5、 前直管段,后直管段：使气体均匀流过流量计，保证流量计测量准确。用于安装温度和压力的测量仪表。 6、 整流器(选用)：用于使气体均匀流过流量计，保证流量计测量准确。 7、其它： 1）、压力表、温度表 2）、过滤器（涡轮流量计用）等 3）、色谱分析仪（选用）:用于测量气体的组分数据。 超声波流量计的组成： 1、流量计表体 2、超声换能器（ultrasonic transducer） 3、信号处理单元（signal processing unit 或SPU） 超声波流量计（ SICK MAIHAK ） 信号处理单元（SPU） 超声换能器（探头） 流量计本体 三.超声波流量计的特点 量程比可达 1:200 (流体流速范围 0.3 - 30 m/s) 在给定范围内: 精度高 重复性好 无漂移 无可动部件—耐用 适用于双向计量且精度不变 不受以下因素的影响: 流速分布不对称 脉动流 无压损 不受气体组分变化的影响 易于安装维护 缺点：在天然气运用中，当天然气含水量较多或粉尘较多时，流量计的数据误差较大。管线的各种噪声对超声流量计的影响也很大，虽说有滤波电路，但超声信号可能被超声噪声所淹没而无法分辨，同时CO2也会使超声波衰减。当气体温度太高（100摄氏度以上），或在大口径管道中气体压力极低（低于0.1MPa），流速也极低（小于0.5mm/s）时，超声流量计不适用。 四.超声流量计的基本工作原理 1. 超声波流量计按测量原理分类有：① 传播时间法；② 多普勒效应法；③ 波束偏移法；④ 相关法；⑤ 噪声法。 2. 声波在流体中传播，顺流方向声波传播速度会增大，逆流方向则减小，同一传播距离就有不同的传播时间。利用传播速度之差与被测流体流速之关系求取流速，称之传播时间法。即顺流时的超声脉冲传播速度比逆流时传播的速度要快，这两种超声脉冲传播的时间差越大，则流量也越大的原理。在实际工作过程中，处在上下游的换能器将同时发射超声波脉冲，显然一个是逆流传播，一个是顺流传播。流体的作用将使两束脉冲以不同的传播时间到达接收换能器。由于两束脉冲传播的实际路程相同，传输时间的不同直接反映了气体流速的大小。 3. 利用超声波可以透过物体的特性，在流体管道外设置超声波发送装置，测量管内流体流速。它主要应用于大口径管道流量测量，有时需要在管内直接开口安装超声波发送装置，这时称之为接液式超声波流量计。 超声传输时间的计算 cd v V?COS? Trd A receive send send receive Di L ? Trd B 式中：L—声道长度； Cd—气体中的声速（约300~450m/s）； 如有流动，声脉冲从A到B的传输时间tab将减小，而它从B到A的传输时间tba将增大， ?—管轴线与A至B声程之间的夹角； V—沿声程测得的被测气体的平均流速； Di—为流量计的内径； 用以上两时间公式相减、加，得到下式： Axial, path 1 Axial, path 3 Axial, path 5 Swirl, path 2 Swirl, path 4 Q.Sonic-5? （CheckSonic）Transducer Position 单反射和双反射声道 A B A/B 单反射声道 声道配置比较分析结论 1、平行声道是数字式传输时间法的早期应用模型，探头技术容易实现，但对轴向速度的分布不对称、二次分析涡流的能力、权重因子固定等问题缺乏解决手段。 2、反射式声道技术的应用，大大提高了测量的声程长度，而且在轴向速度分布不对称、消除涡流影响、权重因子自动调整等方面进行了改进，提高了仪表的现场使用精度。