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超声波流量计的分类
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按使用方式分:
- 便携式超声流量计:便于携带,适用于需要在不同地点进行临时测量的场合,比如管道巡检、临时的流量监测等。
- 固定式超声流量计:安装在固定的管道上,长期对流体流量进行监测,可分为标准管段式和现场开孔插入式等。标准管段式是在管道制造时就将超声换能器集成在管道中,测量精度较高;
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按换能器与流体是否接触分:
- 接触式超声流量计:换能器需要插入到流体中,与流体直接接触进行测量。这种类型的流量计适用于对测量精度要求较高、流体性质较为复杂的场合
- 非接触式超声流量计:换能器安装在管道外部,不与流体直接接触。具有不影响流体流动、安装维护方便、不会对流体造成污染等优点,适用于对卫生要求较高、不便于停水安装的管道,
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按被测流体的性质分:
- 液体超声流量计:主要用于测量各种液体的流量,如自来水、污水、油类等。不同的液体介质对超声流量计的测量精度和适用范围可能会有一定的影响,
- 气体超声流量计:用于测量气体的流量,如天然气、空气等。气体的密度、压力、温度等参数对超声流量计的测量结果影响较大,因此在使用时需要对这些参数进行准确的测量和补偿。
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按使用方式分:
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- 测量飞机发动机燃油的流量,确保发动机正常运行和飞行安全。精确的燃油流量测量可以帮助飞行员掌握飞机的油耗情况,合理规划航线和飞行高度,提高飞行效率和经济性。
- 测量航天器推进剂的流量,对于航天器的轨道控制和任务执行至关重要。在航天发射和飞行过程中,需要严格控 制推进剂的流量,以确保航天器按照预定轨道运行。
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- 测量汽车发动机进气量和燃油流量,优化发动机的燃烧过程,提高燃油经济性和动力性能。现代汽车发动机通常配备了电子控制燃油喷射系统,需要精确的流量传感器来控制燃油喷射量,实现的燃烧效果。
- 测量汽车空调系统中制冷剂的流量,确保空调系统正常运行。准确掌握制冷剂的流量可以帮助汽车制造商优化空调系统的设计,提高制冷效果和可靠性。
超声波流量计的优点:
- 非接触式测量:不与流体直接接触,不会对流体的流动状态产生影响,也不会受到流体的腐蚀、磨损等影响,适用于各种腐蚀性、高粘度、易结晶等复杂介质的流量测量。
- 无压力损失:流体在通过超声流量计时,不会产生额外的压力损失,对于节能和降低运行成本具有重要意义。
- 测量范围大:能够测量较大范围的流量,从微小流量到大型管道的流量都可以准确测量。
- 精度高:在正确安装和使用的情况下,测量精度较高,一般可以达到 ±1%~±2%,部分高精度的超声流量计甚至可以达到更高的精度。
- 响应速度快:能够快速地反映流量的变化,对于流量的实时监测和控制非常有利。
- 可双向测量:可以测量流体的正向和反向流量,对于一些需要了解流体双向流动情况的场合非常适用
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工作原理:
- 时差法:这是超声流量计常用的测量原理。超声波信号在流体中顺流传播和逆流传播的速度不同,会产生时间差。通过测量这个时间差,并结合已知的管道参数等信息,可以计算出流体的流速,进而得到流量。例如,在管道的上下游分别安装超声换能器,一个换能器发射超声波,另一个接收。流体静止时,顺流和逆流的传播时间相同;流体流动时,顺流方向传播时间短,逆流方向传播时间长,根据时间差与流速的关系得出流量值。
- 多普勒法:当超声波在含有悬浮颗粒或气泡的流体中传播时,会产生散射。由于流体与超声换能器之间有相对运动,接收到的散射信号与发射信号之间会产生多普勒频移,该频移与流体的流速成正比,从而可以测量出流量。常用于测量含有一定杂质的液体,如污水、浆体等。
- 波束偏移法:发送器沿垂直于管道的轴线发送一束声波,由于流体流动的作用,声波束会向下游偏移一段距离,偏移距离与流速成正比。不过这种方法应用相对较少。
便携式流量计便于携带,可在不同地点进行临时流量测量。江苏电磁流量计
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- 压力损失较大:流体流经节流装置时,会产生较大的压力损失,这会增加系统的能耗。特别是对于大流量的测量,压力损失可能会非常明显。
- 对流体的清洁度要求较高:节流装置容易被流体中的杂质、颗粒等堵塞,影响测量精度。因此,在使用差压式流量计测量含有杂质的流体时,需要在流量计前安装过滤器。
- 安装要求严格:差压式流量计的安装位置、直管段长度等因素对测量精度有很大影响。安装时需要严格按照标准规范进行,否则可能会导致测量误差较大。
- 动态响应较慢:由于差压式流量计是基于压力差的测量,其动态响应相对较慢,不适合测量快速变化的流量。
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