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超声波流量计

超声波多普勒流量计简介

超声波流量计(非侵入式多普勒流量计)是一种体积流量计,借助液体中的颗粒或气泡完成测量。超声波流量计非常适合测量污水处理或任何导电性或含水性污浊液体的流量。超声波流量计通常不适用于蒸馏水或饮用水。用于洁净液体应用中时需要进行曝气处理。超声波流量计还非常适合于具有低压降、化学相容性和低维护需求的应用。
超声波多普勒流量传感器
超声波多普勒流量传感器

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工作原理

基本原理为,利用超声波信号被运动中的悬浮颗粒或气泡(不连续)反射时,产生的频率偏移(多普勒效应)完成测量。这种测量技术利用了声波在流动液体中传播时,被不连续的介质反射而改变频率的这一物理现象。将超声发射到充满流动液体的管道中,经液体中的不连续介质反射后,超声波的频率会稍稍发生变化,且该频率与液体的流速成正比。现有技术要求液体中悬浮颗粒、气泡的直径至少为百万分之一百(ppm)的100微米或更大。

如何选择合适的超声波流量计?

在选择超声波流量计或多普勒流量计前,需要考虑以下几大关键问题:
  • 液体中是否存在直径为百万分之一百(ppm)的100微米的颗粒?
  • 是否需要手持式或连续性过程监视器?
  • 是否需要模拟量输出?
  • 流量计适用的最低流速和最高流速是多少?
  • 最低和最高的过程温度是多少?
  • 最小和最大过程压力是多少?
  • 管道尺寸是多少?
  • 管道是否始终充满液体?

设计变化

钳式超声波流量计既有单传感器类型,也提供双传感器类型。在单传感器类型中,发射晶体与接收晶体均封装于同一个传感器中,然后固定在管道表面的单一位置上。耦合化合物通过超声手段将传感器与管道相连。对于双传感器类型,发射晶体设于一个传感器,而接收晶体则设于另一个传感器。钳式多普勒流量计会受到管壁本身以及传感器和管壁之间的空隙的干扰。如果管壁为不锈钢材料,当发射信号的传播距离足够远,那么回波信号的频移便会干扰到读数。而且对于铜制、混凝土内衬、塑料内衬和玻璃纤维加固管道,本身便具有不连续的声学属性。这些不连续属性足以彻底散射传播信号或衰减回波信号。这将大大降低流量计的准确度(低至仅有±20%),在大多数情况下,如果存在管道内衬,钳式流量计将无法正常工作。

常见工业应用

超声波流量计最常用于石油和天然气行业。还用于化工、制药、食品饮料、金属、矿业、制浆和废水行业。


为您的应用选择合适的超声波流量计

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流量累积式超声波流量计流量累积式超声波流量计
此类超声波流量计适用于液体中悬浮颗粒或气泡的直径为百万分之一百(ppm)的100微米的情况。适用的管道尺寸为0.25至120"。此类流量计用于测量0.1至30 FPS的流量。FD-400系列产品具有可选的显示屏以及4至20 mA输出、继电器和12 V脉冲输出选项。FD-400系列超声波流量计发射系统非常适合无法在过程中安装传感器。对于含有悬浮固体或需要曝气的液体,可选用标准型流量计和增强型流量计。除此之外,还适用于非侵入式固定安装应用。FD-400是理想的多普勒流量测量解决方案。它们非常适合管道中充满液体的应用,且液体中的悬浮颗粒、气泡直径至少为百万分之一百(ppm)的100微米或更大。作为声波的“反射器”,这些颗粒或气泡是流量计正常工作所必需的。非常适合采用此技术的应用包括:废水或污水、再生污泥、废活性污泥、初沉污泥、泥浆、原油、石灰浆、磷酸盐和浆料的流量测量。
便携式超声波流量计便携式超声波流量计
FD610系列超声波流量计采用先进的相变测量技术,能够对封闭管道系统中的流速进行准确、可靠评估。FD610系列中的传感器为非侵入、夹持式传感器,可置于管道外侧。在几秒钟内,18 mm (0.7") 的超大液晶显示屏即可显示稳定的流量读数(以英尺每秒或米每秒为单位)。此系列产品适合在金属或塑料管道中工作,且管道中液体包含的悬浮颗粒、气泡的直径应大于百万分之一百(ppm)的100微米或更大。
混合式超声波流量计混合式超声波流量计
多普勒技术可对含有悬浮颗粒和/或气泡的液体进行流量测量。时差法用于清洁液体的测量。OMEGA的FDH-1系列混合式超声波流量计有多普勒和时差法两种模式可供选择,单一设备即可满足用户对两种测量技术的需要。标配功能包括独立的模拟输出,频率输出和在标准SD卡记录数据的功能。FDH-1可通过菜单驱动型QVGA LCD显示屏和5键式接口面板进行编程。