转换器是超声波流量传感器的核心。它们由压电陶瓷和复合材料组成。施加直流电压后,根据电压阳极或阴极膨胀或收缩。施加交流电压时,压电陶瓷周期性膨胀收缩,发出相同频率的声波。
该声波由刺激转换器发射到脉冲超声波光束,并由接收转换器检测。发送电子信号,并通过各种信号端口输出。
超声波流量传感器物理原理
有几种方法可以通过超声波信号计算流量大小。常用方法是传输时间差测量方法。这种方法不会造成压力强或泄漏的危险。几乎适用于所有液体,包括粘度、颜色、密度和电磁特性不同的流体。
传输时间差测量方法是如何工作的?
利用时间-数字转换器,可以精确测量与介质流动方向相反的超声波传输时间。在流动方向上,超声波传输时间比相反方向快。可以通过两个方向的时间差计算流量大小。
为了提高测量效果,使用两组超声波转换器(共4个)。放置4个超声波换能器格式。一端转换器发出脉冲超声波,以给定的频率传送到另一端。两个方向的传输时间差与平均流速成正比。平均流速乘以管道横截面积得到流量。
超声波流量计一般有两种探头安装方式,即Z法和V法。但是,当D < 200mm而现场情况为下列条件之一者,也可采用Z法安装:
1、当被测量流体浊度高,用V法测量收不到信号或信号很弱时;
2、当管道内壁有衬里时;
3、当管道使用年限太长且内壁结垢严重时;
对于管道条件较好者,即使D稍大于200mm,为了提高测量精度,也可采用V法安装。
探头位置:
1、将管道参数输入仪表,选择探头安装方式,得出安装距离;
2、在水平管道上,一般应选择管道的中部,避开顶部和底部(顶部可能含有气泡、底部可能有沉淀);
3、V法安装:先确定一个点,按安装距离在水平位置量出另一个点。
Z法安装:先确定一个点,按安装距离在水平位置量出另一个点,然后测出此点在管道另一侧的对称点。
该过程中,请注意以下几点:
(1)传感器是安装在管道侧面的中间位置;
(2)安装传感器位置请务必清理干净管道表面的锈迹、油漆等可能阻碍超声波传输的介质;
(3)传感器上面请多涂一些耦合剂,以便超声波可以正常穿透管道。
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