新聞中心

EEPW首頁 > 測試測量 > 設(shè)計應(yīng)用 > 便攜式超聲波流量計現(xiàn)場管道流量測量與分析

便攜式超聲波流量計現(xiàn)場管道流量測量與分析

作者: 時間:2013-10-11 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
現(xiàn)在盛行的便攜式超聲流量計使用方便靈活,一般適用于測量大口徑管道的流量,然而現(xiàn)場應(yīng)用的實際測量精度,常因工作疏忽,換能器安裝距離及流通面積等測量的誤差而造成精度下降。不正確的安裝甚至?xí)沟脙x表完全不能工作。因此,儀表現(xiàn)場的安裝與調(diào)試對于測量是非常重要環(huán)節(jié),本文就現(xiàn)場使用所遇到的問題進行分析,總結(jié)出管道流量精確測量的方法。

1 的原理

超聲流量計利用超聲波在流動的流體中傳播時,可以載上流體流速信息的特性,通過接收和處理穿過流體的超聲波信息就可以檢測出流體的速度,從而換算成流量。它具有下列主要特點:①解決了大管徑、大流量及各類明渠、暗渠的測量困難的問題;②對介質(zhì)幾乎無要求;③測量準(zhǔn)確度幾乎不受被測流體溫度、壓力、密度、粘度等參數(shù)的影響;④測量范圍度寬,一般可達20∶1。

時差法[1]測量是在被測流體內(nèi)由兩對超聲波發(fā)生器和接收器組成兩個通道,分別在順流方向和逆流方向發(fā)射超聲波脈沖,測量其傳播的時間差△t。

順流方向發(fā)射超聲波脈沖的傳播時間為

newmaker.com

逆流方向發(fā)射超聲波脈沖的傳播時間為

newmaker.com

其中:L——超聲波發(fā)射器到接收器之間的距離,也稱聲程;c——被測流體靜止時的超聲波傳播速度;u——被測流體的速度。

在順流和逆流情況下超聲波的傳播時間差為

newmaker.com

由于超聲波傳播速度c遠大于流體流速u,故可認(rèn)為c2-u2≈c2,故

newmaker.com

newmaker.com

由上式可見:當(dāng)超聲波在靜止流體中的傳播速度可認(rèn)為常數(shù)時,流體流速就與時間差△t成正比,測量△t即可得到流速,進而求得流量。

2 的安裝與調(diào)試

一般,超聲波流量計的安裝應(yīng)從以下幾個方面考慮:①詳細了解現(xiàn)場情況;②確定安裝方式;③選擇安裝管段;④計算安裝距離,確定探頭位置;⑤管道表面處理;⑥探頭安裝及接線;⑦用示波器觀察接收波形,微調(diào)并固定探頭。

2.1 換能器[2]的安裝

(1)正確選擇安裝地點

一般,當(dāng)管道內(nèi)徑為D時上游直管段長度應(yīng)大于10D,下游大于5D。當(dāng)上游有泵、閥門等阻力件時,直管段長度至少應(yīng)有30~50D,有時甚至要求更高,如距泵房要求70~100m。當(dāng)采用雙聲道或多聲道測量時,表前直管段可以有明顯縮短。

不同形式阻流件應(yīng)配置的直管段長度列于表1所示。

newmaker.com

(2)正確選擇安裝方式[3]

當(dāng)流體平行于管軸流動時,通??捎脠D1中的透過法(Z法)安裝能獲得較好的精度。但當(dāng)流體流動方向與管軸不平行,存在半徑方向的速度成分時,應(yīng)采用圖1中的反射法(V法)或者采用2V法安裝。對于已配置好的流體管道,特別是測量大口徑管道流量時,由于上游流動狀態(tài)的干擾而易于造成測量誤差的場合,比較合適的措施是增加測量線,即增加超聲波的傳播路徑,更多地接受傳播路徑中的流速信息,進行平均,以抵消流體擾動造成的測量誤差。增加測量線時,換能器的安裝應(yīng)使超聲波傳播途徑均勻地置于流通截面上。一般認(rèn)為有4條測量線(即4個換能器)就足夠了。

(3)確定安裝距離

換能器的安裝應(yīng)根據(jù)具體的測量方式依據(jù)說明書上的步驟進行,各種測量方式下的安裝步驟略有不同,但其原理相似。下面以普遍應(yīng)用的透過法(Z法)的換能器安裝為例,說明一對換能器的安裝距離的確定方法。

一對換能器的安裝有個基本原則,稱為距離法[4]:就是發(fā)射換能器與接收換能器應(yīng)在管道的半圓平分線上(對于V法,則在同一半圓基線上),并根據(jù)實際的管道內(nèi)徑,壁厚及被測流體的性質(zhì),參數(shù)等核算,確定兩換能器之間的軸間距離h,保證安裝時h值的準(zhǔn)確。其計算公式:

h=2δ tanθ2+D tanθ3

其中:δ——管壁厚;D——管內(nèi)徑;θ2——聲波進入管壁中角度;θ3——聲波進入流體中角度

目前的超聲流量計顯示儀表一般都有計算安裝距離的功能,只要將管道材料、管徑、壁厚、等管道參數(shù),流量計就能計量出安裝距離h,然后用上述的距離法確定安裝位置。

上述距離法只能用于管道條件較好的場合。當(dāng)管道條 件不好時,如由于使用時間太長,結(jié)垢嚴(yán)重,又不知結(jié)垢(1)正確選擇安裝地點實際厚度,這時就很難確定安裝距離h,對于這種情況,可采用渡越時間法[5]安裝換能器。

差壓式流量計相關(guān)文章:差壓式流量計原理


熱式質(zhì)量流量計相關(guān)文章:熱式質(zhì)量流量計原理
流量計相關(guān)文章:流量計原理

上一頁 1 2 下一頁

評論


相關(guān)推薦

技術(shù)專區(qū)

關(guān)閉