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時差式超聲波流量計

鎖定
時差式超聲波流量計可以根據超聲波在液體中順流方向和逆流方向的傳播時間差來計算流體的速度和流量。
中文名
時差式超聲波流量計
外文名
Ultrasonic Flowmeter based on time difference method
採用技術
數字處理技術

時差式超聲波流量計測量原理

超聲波流量計依靠超聲波在流動的介質中的傳播記錄流體的流速信息,通過接收到的超聲波即可檢測出流體的流速,進而換算成流量。
時差法超聲波流量計根據超聲波在液體中順流方向和逆流方向的傳播時間差來計算流體的速度和流量。 [1] 
測量時處在上下游的傳感器將同時發射超聲波脈衝,一個是逆流傳播,一個是順流傳播。順流時的超聲脈衝傳播速度比逆流時傳播的速度要快,由於兩束脈衝傳播的實際路程相同,傳輸時間的不同直接反映了流體流速的大小,這兩種超聲脈衝傳播的時間差越大,則流量也越大。 [2] 
測量原理 測量原理 [2]
θ 為聲束與液體流動方向的夾角,M 為聲束在液體的直線傳播次數,D 為管道直徑,T1為聲束在正方向上的傳播時間,T2為聲束在逆方向上的傳播時間,ΔT 為時間差,ΔT = T1– T2。

時差式超聲波流量計主要特點

超聲波流量計是一種非接觸式儀表,流體中未設置任何阻礙件,屬無阻礙流量計,對流束無影響,也沒有壓力損失,它可用於任何流體,特別是具有高黏度、強腐蝕、非導電性等液體的流量測量,也能測量氣體流量; 特別在大口管道徑流量測量方面有較突出的優點。
超聲波流量計的缺點主要是可測流體的温度範圍受超聲波傳感器與管道之間的耦合材料耐温程度,及高温下被測流體傳聲速度的原始數據不全的限制。另外,超聲波流量計的測量線路比一般流量計複雜。 [2] 

時差式超聲波流量計安裝方法

探頭安裝方式常用的有兩種,分別為V字法,Z字法。 [1] 
V字法 V字法 [2]
一般地,在小管徑時( DN100 ~ 300 mm) 可先選用 V 法。V 法一般情況下是標準的安裝方法,使用方便,測量準確。可測管徑範圍為 25 ~400 mm; 安裝探頭時,注意兩探頭水平對齊,其中心線與管道軸線水平一致。
Z字法 Z字法 [2]
當管道很粗或由於液體中存在懸浮物、管內壁結垢太厚或襯裏太厚,造成 V 法安裝信號弱,儀表不能正常工作時,選用 Z 法安裝。V 法測不到信號或信號質量差時則選用 Z 法,管徑在 DN300 mm 以上或測量鑄鐵管時應優先選用 Z 法。Z 法可測管徑範圍為 100 ~ 3000 mm。實際安裝流量計時,建議 300 mm 以上的管道都要選用 Z法。

時差式超聲波流量計分類

時差式超聲波流量計按聲道數分類

分為單聲道和多聲道。
在相同條件下,聲道配置越多,測量精度越高,但四聲道及以上的多聲道配置對提高測量精度起的作用很小,因此多聲道超聲波流量計大多采用雙聲道和四聲道。 [1] 

時差式超聲波流量計按超聲換能器安裝方式分類

分為外夾式、外插式、窗户式、內貼式。
外夾式超聲換能器:安裝在管道外部,無壓力損失,但信號會產生衰減,對硬件要求高。
外插式超聲換能器:直接穿過管壁和被測流體接觸,信號衰減少、測量精度高,但需承受被測流體的壓力,且對密封性要求高。
窗户式超聲換能器:直接穿過管壁,內側安放隔離玻璃,不接觸被測流體,不需承受壓力,但需考慮隔離玻璃對超聲波信號的影響。
內貼式超聲換能器:需固定在管道內壁和專門的安裝座,對被測介質流場會產生影響,且檢修和更換不便。 [1] 

時差式超聲波流量計JTT7088時差式超聲波流量計

時差式超聲波流量計簡介

JTT7088為簡單菜單式操,和同類產品相比,設置時間更短,使用更方便。
JTT7088外殼堅固,滿足NEMA6防護設計,防水性能允許其意外地掉入水中,而打開上蓋時則具有防濺功能。顯示採用高分辨率背光LCD,在光線較弱的情況下也具有極佳的可視性,輸出包括12位精度的4-20mA模擬信號和RS232串行口。流量計內置數據記錄功能,可記錄高達40000個數據點,並可將數據傳輸到個人計算機。具有獨立的存儲功能,可存放16組現場參數,當再次測量時,避免了設置數據的重複輸入。
JTT7088通過編程完成預先設置的多次測量,而不需要人為二次操作。此外,密碼保護和外殼上的扣鎖設計可防止無關人員隨意改動設置。JTT7088可提供連續工作16小時以上的供電電池,電池再次充電時,則需8小時。與同類產品相比,對不同的管徑和管材,JTT7088不需要多個傳感器,其標準配置的傳感器適用於大多數塑料管、金屬管甚至混凝土管道,適用管徑從25mm至5m.
每台JTT7088均配有“TimeGATE”配置和信號分析軟件,可利用微軟Windows風格圖形界面形式來設置流量計並進行全面的波形分析,取代對流量計的直接設置和操作,存放的測量數據和配置參數也可輸入給其它一台或多台流量計,不必對每台流量計單獨編程設置。另外,還可按照ISO、FDA和OSHA標準對標定數據進行無紙保存和歸檔處理,簡化了數據保存和測量報告。

時差式超聲波流量計技術規格

測量範圍:±0m/s~15m/s;
精度:測量值的±0.5%;
靈敏度:±0.3mm/s;
線性度:±0.1%;
管徑範圍:25mm~5000mm;
物理特性
變送器:NEMA6(IP67),防水,防浸,開蓋防濺;
傳感器:密封設計,電纜標準長度5m,可選9m,15m電纜;
重量:帶8小時電池4.9kg,16小時電池6.8Kg
功能指標
輸出:4~20mA,12位,隔離式,環路供電或自給供電,RS232串行接口;
電源:內置鉛酸電池,標準連續工作時間8小時,可選16小時供電(可選),插座式AC電池充電器;
顯示:40字符,2行LCD背光顯示,屏面顯示包括:瞬時流量/累積流量、流速、信號強度和係數T;
鍵盤:19鍵,觸摸式;
温度:傳感器:-40℃~+100℃(標準),
可選高温至-40℃~+200℃;變送器:-20℃~+60℃;
濕度:0~100%相對濕度。
JTT7088主要可以應用於以下場合:
●純水/去離子水
●化學溶劑
●原水/海水
●冷卻水/冷凝水
●欽料/酒精
●汽/煤/柴油
●自來水/欽用水
●原油/重油
●供熱循環水
參考資料