超聲波流量計(jì)

工作原理

基本原理為，利用超聲波信號(hào)被運(yùn)動(dòng)中的懸浮顆?；驓馀荩ú贿B續(xù)）反射時(shí)，產(chǎn)生的頻率偏移（多普勒效應(yīng)）完成測(cè)量。這種測(cè)量技術(shù)利用了聲波在流動(dòng)液體中傳播時(shí)，被不連續(xù)的介質(zhì)反射而改變頻率的這一物理現(xiàn)象。將超聲發(fā)射到充滿(mǎn)流動(dòng)液體的管道中，經(jīng)液體中的不連續(xù)介質(zhì)反射后，超聲波的頻率會(huì)稍稍發(fā)生變化，且該頻率與液體的流速成正比。現(xiàn)有技術(shù)要求液體中懸浮顆粒、氣泡的直徑至少為百萬(wàn)分之一百（ppm）的100微米或更大。

如何選擇合適的超聲波流量計(jì)？

在選擇超聲波流量計(jì)或多普勒流量計(jì)前，需要考慮以下幾大關(guān)鍵問(wèn)題：

• 液體中是否存在直徑為百萬(wàn)分之一百（ppm）的100微米的顆粒？
• 是否需要手持式或連續(xù)性過(guò)程監(jiān)視器？
• 是否需要模擬量輸出？
• 流量計(jì)適用的最低流速和最高流速是多少？
• 最低和最高的過(guò)程溫度是多少?
• 最小和最大過(guò)程壓力是多少?
• 管道尺寸是多少？
• 管道是否始終充滿(mǎn)液體？

設(shè)計(jì)變化

鉗式超聲波流量計(jì)既有單傳感器類(lèi)型，也提供雙傳感器類(lèi)型。在單傳感器類(lèi)型中，發(fā)射晶體與接收晶體均封裝于同一個(gè)傳感器中，然后固定在管道表面的單一位置上。耦合化合物通過(guò)超聲手段將傳感器與管道相連。對(duì)于雙傳感器類(lèi)型，發(fā)射晶體設(shè)于一個(gè)傳感器，而接收晶體則設(shè)于另一個(gè)傳感器。鉗式多普勒流量計(jì)會(huì)受到管壁本身以及傳感器和管壁之間的空隙的干擾。如果管壁為不銹鋼材料，當(dāng)發(fā)射信號(hào)的傳播距離足夠遠(yuǎn)，那么回波信號(hào)的頻移便會(huì)干擾到讀數(shù)。而且對(duì)于銅制、混凝土內(nèi)襯、塑料內(nèi)襯和玻璃纖維加固管道，本身便具有不連續(xù)的聲學(xué)屬性。這些不連續(xù)屬性足以徹底散射傳播信號(hào)或衰減回波信號(hào)。這將大大降低流量計(jì)的準(zhǔn)確度（低至僅有±20%），在大多數(shù)情況下，如果存在管道內(nèi)襯，鉗式流量計(jì)將無(wú)法正常工作。

常見(jiàn)工業(yè)應(yīng)用

超聲波流量計(jì)最常用于石油和天然氣行業(yè)。還用于化工、制藥、食品飲料、金屬、礦業(yè)、制漿和廢水行業(yè)。