超声波流量计是利用超声波来测量流体的速度和在各种流体应用中使用。超声波流量计是水和其他液体的理想选择。夹式超声波流量计在低流量和高流量下均能实现高精度,无需管道切割或过程停机即可节省时间,并且不受外部噪音的影响。
以下是超声波流量计的工作原理。
超声波流量计使用频率超出听觉范围(通常为 0.5、1 或 4 MHz)的声波。通过使用与液体直接接触的润湿(插入)换能器或通过管壁发送超声波的外部(夹式)换能器,将该超声波信号发送到流动的液体流中。允许用户测量管道中流体的体积流量,而无需穿透管道,从而降低安装和维护成本。
典型的时差超声波液体流量计使用两个超声波换能器,它们既用作超声波发射器又用作接收器。超声波流量计通过测量声音在两个换能器之间双向传播所需的传播时间,在两个换能器之间交替发射和接收超声波脉冲串来工作。测量的传输时间(∆ 时间)的差异与管道中液体的速度成正比。
下图是使用最常见的 V(2 通道)安装方法和夹式传感器的典型应用图。在此应用中,超声波从第一个换能器传输并穿过管壁,穿过液体,然后从管的后壁反射,然后穿过管壁,并被第二个换能器拾取。
当第二个换能器发射超声波时,相同的过程随后反向重复。上下飞行时间之间的时间差是 ∆ 时间。当管道中的液体不移动时,∆ 时间将为零。
要计算液体的速度,您需要将原始 ∆ 时间转换为管道中液体的速度。超声波路径的角度是通过知道管道和液体的声速来计算的。该角度用于常见的三角方程,将超声波路径转换为管道中的直线。这将是管道中液体的速度。
一旦知道速度,只需将其乘以管道的横截面积,就可以将其转换为流速,就像任何基于速度的流量计一样。
易于安装:
任何“夹式”传输时间流量计的最大优点是易于安装。虽然仍然需要测量位置上游的直管段,但该过程不需要关闭系统进行安装,从而使传输时间仪表的维护和保养更具吸引力。
低维护:
没有涡轮流量计那样的叶片磨损或轴承更换,也没有磁流量计那样会随着时间的推移而结垢的电极。
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