超声波流量计的分类、工作原理及产品的优缺点


        超声波流量计是用于监视通过管道的流体流量的众多技术之一。这些流量计使用超声波换能器,并基于通过管道中材料传输的声波来监控速度。超声波流量计有三种主要版本,包括:
 
       ■ 1. 传输超声波流量计

       ■ 2. 多普勒频移超声波流量计

       ■ 3. 开路超声波流量计

       每个版本的超声波流量计都使用略有不同的方法来完成相同的任务。为了更好地了解这些流量计的工作原理,请考虑以下概述。
 
传输超声波流量计
       传输或反向传播的时间流量计通过测量发送到流动流体中的脉冲到达相应传感器所需的不同时间来进行操作。时间差提供了一种测量值,可以计算在该管段内移动的流体的速度。比较点是根据超声波流量计接收的时间和已知的声速。
 
       传输超声波流量计有两种变体。一种版本称为嵌入式。它们内置在管道中,因此也被称为侵入式或湿式超声波流量计。
 
       另一个变型是钳式或非侵入式变型。它们安装在管道上,而不是集成到管道中。这些型号必须进行校准以补偿与管道材料本身有关的任何阻力,因为如果不进行这些调整,将传感器读数与声速进行纯粹的比较会产生不准确的结果。
 
多普勒频移流量计
       多普勒频移流量计也称为反射或多普勒流量计。这些使用超声束反射特定材料的方法。当流体是干净的时,可以使用该流体的湍流来测量速度。但是,当流体不干净时,光束会从在材料中自由浮动的固体颗粒或气泡反射回来。
 
       这些流量计通常用于测量血液流量,因为超声波束可以在反射板反射之前安全地穿透皮肤。血管内血液的运动会影响光束的返回速度,从而可以估算体积。
 
开路超声波流量计
       当在明渠中测量水位时,更经常使用明渠超声流量计。超声波元件确定水的高度并将其与通道本身的整体几何形状进行比较。这允许高度与流速相关。
 
       明渠超声波流量计通常在其结构中也装有温度传感器。这有助于补偿温度如何影响空气中的声速,从而实现更*的计算。
 
超声波流量计的优点
       外夹式超声波流量计用于天然气和石油液体等材料的贸易交接时,精度很高。它们还适合在高温情况下使用,因为计算可以补偿温度变化。精度水平趋于一致,并提供很高的量程比。
 
       使用夹钳式时,可以实现准确的读数,而不必损害管道的完整性。此外,它们不会阻碍流体通过管道的流动,是液体完整性至关重要的应用的理想选择。由于夹紧式超声波流量计不与流体接触,因此在涉及维护卫生环境的问题时,这将有所帮助。当被跟踪的物料本质上是腐蚀性或磨蚀性的时,它们还允许进行适当的计量,同时为危险条件(例如涉及核运营的管道)提供安全的解决方案。
 
       通常,维护要求低,由于位置方便,通常可以相对轻松地维护钳式版本。
 
超声波流量计的缺点
       通常,超声波流量计需要大量的前期投资。此外,它们对于可能存在杂散过程振动的情况也不理想。如果发生管道维护不当(例如堆积或腐蚀问题),则可能无法正确校准管道式超声波流量计以补偿管道直径的变化,从而导致结果不准确。
 
       此外,每种形式的超声波流量计都需要存在某些条件才能正常运行。例如,传输和多普勒超声流量计要求所涉及的流体适当地传导超声波。否则,波将无法穿透流体到达换能器。通常,如果流体倾向于不透明,则可能会出现渗透问题,从而导致错误的结果。
 
       同样,多普勒超声波流量计也需要流体来充分反射超声波。例如,流中的小气泡就足够了,但在理想情况下必须自然发生。通常,在实践中人为产生气泡通常很困难,因此结果可能不准确。
 
       当测量浆液的运动时,流体中的颗粒可能不会以与流体本身相同的速率运动。这可能导致固体颗粒在某个区域浓缩,从而导致结果不准确。
 
维护和校准
       所有流量计以及流体在其中流动的管道都需要定期维护和校准。不正确维护任何组件或设备可能会导致输出不准确。通常,可以从制造商那里获得适当的维护和校准时间表。但是,如果您观察到的结果少于非常佳输出或可疑读数,则可能有必要更频繁地完成这些过程。
 
       维护流量计时,请确保符合公认的国家标准。您还想根据比被测设备实际要求更高的标准进行校准。这样可确保您的流量计校准比实际操作要严格得多。
 
       未能保持校准标准会在业务运营中带来某些风险。首先,提供高读数的流量计意味着您的实际输出小于您的流量计建议。如果使用流量计来为客户测量产品,这意味着客户无法获得他们所支付的全部费用。当读数错误地低时,您所发出的产品比购买的要多。这两种情况均会影响公司的声誉,并可能导致利润损失或客户损失。

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