目前广泛应用的便携式超声波流量计使用方便灵活,一般适合测量大口径管道的流量,但现场应用的实际测量精度往往由于工作疏忽、总机安装距离及流通面积等测量误差而导致精度下降。由于安装错误,传感器可能根本无法工作。因此,仪表现场安装和调试是测量中非常重要的部分,本文通过分析现场使用超声波流量计出现的问题,总结了准确测量管道流量的方法。
1超声波流量计原理
超声波流量计利用超声波在流动流体中传播时,可以承载流体流量信息的特性,通过接收和处理流经流体的超声波信息,检测流体的速度并将其转化为流量。它具有以下主要特点:解决了大管径、大流量及各种明渠、暗渠的测绘困难问题。对媒体的要求很少。测量精度几乎不受测量的流体温度、压力、密度、粘度等参数的影响。测量范围宽度,一般高达20: 1。
时差法测量是由两对超声波发生器和接收器组成的两个通道,分别沿着下游方向和逆流方向发射超声波脉冲,测量传播的时间差t。
其中L——超声波发射器和接收器之间的距离,也称为音程。C——测试流体停止时的超声波传播速度U——测量流体的速度。
超声波传播速度C比流体流速U大得多,因此可以认为是c2-u2c2。
也就是说,从上面可以看出,在静态流体中,超声波的传播速度可以被视为常数时,流体流速与时间差t成正比,测量t可以得到流速,从而得到流速。
2超声波流量计的安装与调试
一般来说,超声波流量计的安装应从以下几个方面考虑:1要详细了解现场情况。确定安装方法;安装管段的选择;计算安装距离,确定探头位置。管道表面处理;探针的安装和布线;使用示波器观察接收波形,微调和固定探头。
安装2传感器
(1)正确选择安装地点
通常,如果管道内径为d,则上游直线段长度应大于10D,下游应大于5D。如果上游有水泵、阀门等阻力部件,直线段长度至少要30 ~ 50D,有时更高,如泵房要求70 ~ 100M。使用双通道或多通道测量时,表前面的直管段可能会显着缩短。需要构成不同形式流动阻力的直线段长度。
(2)选择正确的安装方法
流体平行于管道轴线流动时,通常可以通过方法(Z方法)来提高精度。但是,如果流体流动方向与管道轴不平行,并且存在径向的速度分量,则必须使用图1中的反射法(V法)或2V法进行安装。在测量构成的流体管道,特别是大口径管道流量时,如果上游流动状态的干扰容易导致测量误差,则增加测量线更合适。也就是说,增加超声波的传播路径,更多地接受传播路径的流速信息,平均以抵消流体扰动引起的测量误差。增加测量线时,交换器的安装必须将超声波传播路径均匀地放置在流通截面上。一般认为有4条测量线(即4个转换器)就足够了。
(3)安装距离的确定
总机的安装要根据具体的测量方法按照说明书的步骤进行,每种测量方法的安装步骤略有不同,但原理都差不多。以下以常用通过方法(Z方法)的转换器安装为例,说明了如何确定一对传感器的安装距离。
安装一对传感器有一个基本原则:距离法[4]。也就是说,发射器和接收传感器必须位于管道的半圆平分线上(在V法的情况下,位于同一半圆基线上),根据实际管道内径、壁厚和测量流体的特性、参数等确定两个转换器之间轴之间的距离H,以确保安装时H值的准确性。
目前超声波流量计具有仪表一般计算安装距离的功能,利用管道材料、管道直径、壁厚、等管道参数,流量计可以测量安装距离H,然后使用上述距离方法确定安装位置。
以上距离法只有在管道条件好的情况下才能使用。管道条件不好时,使用时间过长,时间严重,如果正确选择安装地点的实际厚度,可能很难确定安装距离H。在这种情况下,可以使用交叉时间方法安装传感器。
下一篇:
超声波流量计搭配4G无线通讯模块案例