廣州迪川儀表 TDS-100超聲波流量計在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用
TSD-100超聲波流量計是通過檢測流體流動時對超聲脈沖的作用,以測量體積的儀表。封閉管道使用超聲波流量計按照測量原理來分類有(1)傳播時間法;(2)多普勒效應(yīng)法;(3)波來偏移法;(4)相關(guān)法;(5)噪聲法。由于我們實際使用中,超聲波流量計多用來測量較清潔介質(zhì),因此使用傳播時間法更好。聲波在流體中傳播,順流方向聲波傳播速度增大,逆流方向則減少。同一傳播距離就有不同的傳播時間。利用傳播速度之差與被測流體流速的關(guān)系。從而得之所測的流量,這種方法稱之為傳播時間法。下面就介紹傳播時間法的超聲波流量計的工作原理及實際生產(chǎn)中的應(yīng)用。
1. 超聲波流量計在實際應(yīng)用中安裝方式的對比
超聲波流量計由傳感器與轉(zhuǎn)換器兩部分組成。傳感器與轉(zhuǎn)換器之間用專用信號電纜連接。轉(zhuǎn)換器的安裝可分為:現(xiàn)場安裝及盤柜安裝對于現(xiàn)場安裝的轉(zhuǎn)換器就要注意中危險場所的防爆要求。
傳感器的安裝分為Z法安裝、V法安裝、W法安裝。
在實際使用過程中,我們常采用Z法和V法安裝,這兩種安裝方法各有利弊,在使用時,就根據(jù)實際情況來使用。
(1)Z法安裝。聲波傳播時間短,效果好,但Z法安裝要求兩個傳感器要處于管道的同一截面上,因此在安裝時要求安裝準確。
(2)V法安裝。較適用于堅直管道上的測量安裝,若是在水平管道上,當(dāng)流體不滿管狀態(tài)時,不易測得信號。
(3)聲道布置的發(fā)送和接收方式是采用Z法和V法,選擇的原則是要有足夠的聲路和介質(zhì)吸收聲波的程序,還要考慮管道內(nèi)壁的粗糙度。
2. 安裝及調(diào)試時應(yīng)注意的問題
(1)插入式傳感器安裝時要注意在輸入?yún)?shù)設(shè)置以便得到安裝距離時,管道的壁厚應(yīng)實際測量,這樣得到的傳感器安裝距離才能精確,測量精度才會提高。
(2)要保證有一定的直管段長度,最低要有上游1OD,下游5D。
(3)傳感器的出線口應(yīng)密封防水。
(4)安裝夾裝式傳感器時,要將管道外壁打磨干凈,避免凹陷,管道內(nèi)壁垢層不能太厚。
(5)夾裝式傳感器工作面與管壁之間保持有足夠的耦合劑,不能有空氣和固體顆粒。
(6)在調(diào)試時若接收信號不好,要查看參數(shù)是否設(shè)置正確,對于插入式傳感器安裝時,兩只傳感器的工作面是否對正,也會影響信號的接收。
3.工作原理
超聲波從傳感器1送到到傳感器2的傳播速度C被流體流速Vm所加快
超聲波從傳感器2送到傳感器1的傳播速度C被流體流速Vm所減慢,為
式中:L—超聲波在在傳感器之間傳播路徑的長度,(m);
X—傳播路徑的軸向分量,(m);
t12、t21—從傳感器1到傳感器2和傳感器2到傳感器1的傳播時間,(S);
C—超聲波在靜止流體中的傳播速度,(m/s);
Vm—流體通過傳感器1、2之間聲道上平均流速,m/s根據(jù)流量方程式:
體積流量為:
K—流量分布修正系數(shù)。π
DN—管道內(nèi)徑。
由以上式子我們可得知,K為一定值時,π,DN都是定值,那么只要得知Vm的值,就可得出流體的體積流量。因此測量兩只傳感器之間超聲波傳播時間之差,即可得到流體的流量值。
4.傳感器類型的選擇對比
(1)便攜式處夾裝超聲波流量計,使用方便,最適用于評估管網(wǎng)流動狀況或用做檢查管道上安裝其他流量儀表的運行狀況。
(2)夾裝式傳感器不存在直接腐蝕的問題,但管道內(nèi)表面腐蝕結(jié)晶,也會造成測量不準。
(3)夾裝式傳感器由于耦合劑在使用一段時間后易出現(xiàn)發(fā)干的現(xiàn)象,影響檢測效果,在較大的直徑的管道上不宜使用。
(4)夾裝式傳感器短時測量時可用黃油,也可用凡士林等脂類,長期測量可用硅脂或硅膠。
(5)流體的壓力對夾裝式傳感器沒有影響,對插入式傳感器一般也不存在問題。
(6)夾裝式傳感器不適用于測量氣體。
(7)插入式傳感器較適用DN>100mm的管道上,但是管道外要有足夠的安裝空間。
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