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超声波流量计原理,它的前景展望

2020/9/28 13:59:58      点击:

  超声波流量计原理,它的前景展望

  超声波流量计它利用超声波在流体中传播所载的流体流速信息来测量流体流量。和传统的涡街、电磁等流量计相比,超声波流量计有非接触、无压损、精度高、造价低、等特点。下面小编和大家详细介绍一下“超声波流量计原理,它的前景展望”

  一、超声波流量计原理

  简介

  超声波流量计,英文名称为Ultrasonic flowmeter,是一种利用速度差法的原理来对管内液体流量进行测量的装置,可分为外夹式和管段式,常与数字信号处理技术、多脉冲技术、纠错技术等结合使用以达到适应环境、增强其可靠性等目的,现已在化工、电力、石油、冶金等领域得到广泛应用。

  结构

  超声波流量计主要由超声波发生器、超声波接收器、电子线路、流量显示、累积系统几大部分构成。其中,超声波发生器主要用于产生超声波并将其发射到流体中;超声波接收器主要用于接受通过流体后的超声波;超声波被接收到后经电子线路的放大、转换等处理后以电信号的形式将流量传送给显示屏并将结果显示出来;累积系统完成流量的累加计算。

  原理

  超声波流量计通过检测流体流动对超声波产生的影响来对液体流量进行测量,其利用的是“时差法”。首先,使用探头1发射信号,信号穿过管壁1、流体、管壁2后被另一侧的探头2接收到;在探头1发射信号的同时探头2也发出同样的信号,经过管壁2、流体、管壁1后被探头1接收到;由于流速的存在使得两时间不等,存在时间差,因此根据时间差便可求得流速,进而得到流量值。

  二、它的前景展望

  优势对比

  从流量计诞生到现在为止,根据力学、热学、声学、电学、光学、原子物理学等不同原理研制出的不同用途的流量计种类繁多。下面介绍几种目前市面上常见的水表。

  1、机械式水表是利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分,根据计量室逐次、重复地充满和排放该体积部分流体的次数来测量流量的体积总量。其主要优点是成本低且简单易于实现,价格便宜。

  超声波流量计原理,它的前景展望

      2、电磁式水表是利用导电性液体在垂直于磁场的非磁性测量管内流动时会产生感应电势,感应电动势的大小与被测介质的平均流速成正比,由此根据测得的感应电动势的大小计算出被测介质的平均流速,从而可计算出流量值。其主要优点是被测管道内无运动和阻流部件,压力损失小; 由于感应电动势只与被测介质流动的平均速度有关,而与其流动状态无关,因而电磁式水表的测量精度高,无机械惯性,反应速度快,动态特性好。

  3、射流水表是利用附壁效应研制成的。当封闭管道中的流体进入射流计量腔时,由于存在射流附壁效应和射流反馈控制作用,使流体在计量腔中发生振荡,该振荡频率在一定流量范围内与流体流经管道的流速或体积流量成正比,从而计算出流体的平均速度进而计算出流量值。射流水表测量灵敏度高,可以消除被测液体中气泡或微小泥沙对测量结果的影响; 其主要用于低雷诺数流体的流量测量,测量范围宽,在低流量检测时具有优势。

  4、超声波水表利用超声波在流动的液体中传播时载有流体流量信息的原理,通过检测穿过流体的超声波信号就可以得到所测流体的流速信息,最后再根据相应原理换算成流量。超声波水表被测管道内无任何运动、阻流部件,无磨损,压力损失小; 灵敏度高,可检测到流速的微小变化; 对被测介质几乎无要求; 具有极宽的量程比,且超声波水表结构简单、便于维护,非常适合民用和工业测量。

  前景展望

  目前,供水企业大部分采用机械水表计量、现场定期人工抄表和巡检的管理模式。然而这种模式存在着计量和管理上的弊端,机械水表的高始动流量、高压损以及不可避免的自然磨损等因素导致计量失准; 人工定期抄表和巡检不能及时发现和解决水表故障问题等。所以现在很多城市水司都在积极构建自己的能够自动读表、实时监控管理、正确计量、计算售水量的水资源信息管理系统。超声波水表配合GPRS /GSM 无线通信技术及相关软件让水资信息管理系统的构建能更轻松的实现。现在自来水司工作人员只需坐在办公室的电脑前,通过供水管网地理信息系统( GIS) 平台就可以查看区域内用户用水信息和管网的运行状态信息。

  无论是GIS、SCADA 系统还是供水科学调度系统,能让这些系统稳定可靠运行的前提都是大量数据的支撑,而这些重要的数据是靠智能水表来获得的,而超声波水表在智能水表中的优越性是显著的。

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