超声波流量计的测量原理及优缺点

超声波流量计是基于超声波在流动介质中传播的速度等于被测介质的平均流速和声波本身速度的几何和的原理而设计的。它也是由测流速来反映流量大小的。超声波流量计虽然在70年代才出现,但由于它可以制成非接触型式,并可与超声波水位计联动进行开口流量测量,对流体又不产生扰动和阻力,所以很受欢。

超声波流量计和电磁流量计一样,因仪表流通通道未设置任何阻碍件,均属无阻碍流量计,是适于解决流量测量困难问题的一类流量计,特别在大口径流量测量方面有较突出的优点,它是发展迅速的一类流量计之一。

超声波流量计按测量原理分可分为时差式和多普勒式

利用时差式原理制造的时差式超声流量计近年来得到广泛的关注和使用,是目前企事业使用多的一种超声波流量计。

利用多普勒效应制造的超声多普勒流量计多用于测量介质有一定的悬浮颗粒或气泡介质,使用有一定的局限性,但却解决了时差式超声波流量计只能测量单一清澈流体的问题,也被认为是非接触测量双相流的理想仪表。

超声波流量计的优点:
(1)超声波流量计是一种非接触式测量仪表,可用来测量不易接触、不易观察的流体流量和大管径流量。它不会改变流体的流动状态,不会产生压力损失,且便于安装。
(2)可以测量强腐蚀性介质和非导电介质的流量。
(3)超声波流量计的测量范围大,管径范围从
20mm~5m
(4)超声波流量计可以测量各种液体和污水流量。
(5)超声波流量计测量的体积流量不受被测流体的温度、压力、粘度及密度等热物性参数的影响。可以做成固定式和便携式两种形式。
    超声波流量计的缺点:
(1)超声波流量计的温度测量范围不高,一般只能测量温度低于200℃的流体。
(2)抗干扰能力差。易受气泡、结垢、泵及其它声源混入的超声杂音干扰、影响测量精度。
(3)直管段要求严格,为前20D,后5D。否则离散性差,测量精度低。
(4)安装的不确定性,会给流量测量带来较大误差。
(5)测量管道因结垢,会严重影响测量准确度,带来显著的测量误差,甚至在严重时仪表无流量显示
(6)可靠性、精度等级不高(一般为1.5~2.5级左右),重复性差。
(7)使用寿命短(一般精度只能保证一年)。
(8)超声波流量计是通过测量流体速度来确定体积流量,对液体应该测量它的质量流量,仪表测量质量流量是通过体积流量乘以人为设定的密度后得到的,当流体温度变化时,流体密度是变化的,人为设定密度值,不能保证质量流量的准确度。只能在测量流体速度的同时,又测量了流体密度,才能通过运算,得到真实质量流量值。

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