什么是超声波流量检测器?

超声波流量检测器通常被理解为超声波流量计或超声波换能器。实际上,超声波流量检测器指的是超声波流量计的探头部分或传感器部分。超声波流量检测器可以配备不同的型号,以满足不同的测量需求。例如,便携式 超声波流量计可以配备夹式超声波流量检测器,常用于水、油等单一液体的流量检测。

Ultrasonic flow detectors

超声波流量计类型

超声波流量计根据安装方式可分为外贴式、插入式和管段式。

A) 夹装式

外贴式超声波流量计生产较早,用户较为熟悉,应用也较为广泛。其安装传感器无需断开管道。即插即用,充分体现了超声波流量计安装简便、易于使用的特点。

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B)管段式

某些管道由于材料稀疏、声传导性差、锈蚀严重,以及衬里与管道间隙等原因,导致超声波信号严重衰减,外贴式超声波流量计无法正常测量。由此产生了管段式超声波流量计。

管段式超声波流量计将转换器和测量管作为一个整体,解决了外贴式流量计测量中存在的问题。其测量精度也高于其他类型的超声波流量计。但同时也牺牲了外贴式超声波流量计无需流量即可安装的优势。需要切割管道来安装传感器。

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C) 插入式

插入式超声波 流量计介于上述两种之间。安装无需流量,使用专用工具在水管上开孔,将传感器插入管道,即可完成安装。传感器位于管道内,仅接收被测介质发出的信号。其测量不受管道质量和管道内衬材料的限制。

TM系列标准夹式超声波流量检测器

TM series standard clamp on Ultrasonic flow detectors
  • 配备强磁铁,测量钢管和铸铁管时,传感器只需吸附在管道外壁即可。
  • 配备接地端子,可在强电磁干扰环境下使用。
  • 可通过钢带、钢丝绳、张紧带或专用夹具固定。
  • 传感器上盖标有超声波信号发射方向。
  • 接线盒涂胶后,防护等级可达IP68。
  • 规格齐全,分为大、中、小三种型号,测量管径范围:DN15~DN6000mm。
  • 温度范围:-40~90℃。
  • 根据用途不同,标准夹式传感器分为便携式和固定式两种。
TM series standard clamp-on Ultrasonic flow detectors
TM series standard clamp-on Ultrasonic flow detectors Description

1 张紧带固定槽
2 钢丝绳固定槽
3 钢带固定槽
4 顶盖固定螺丝
5 信号发射方向指示箭头
6 声楔
7 强力磁铁
8 防滑槽


9 上游和下游标识贴纸
10 电缆接口
11 安装距离测量起点和终点
12 产品信息标签
13 正极接线端子
14 负极接线端子
15 接地接线端子
16 接线盒

TM series standard clamp-on Ultrasonic flow detectors installation

夹装式超声波流量计工作原理

夹装式超声波流量计采用时差法测量原理。它利用传感器发射的超声波在流体中传播。声波向下游传播的速度会增大,向后传播的速度会减小。在相同的传播距离下,声波的传播时间会不同。根据传播时间与被测流体速度之间的差异,即可测量流体速度。

流体在管道内不同位置的流速不同。管道中心的流速通常比靠近管壁的流速快。管道内流体的流速分布可以用流速横截面分布图来表示。

通过设置流量计并考虑流速的横截面分布,可以计算出平均流速。然后,根据管道的横截面积,即可得到流体的体积流量。

Clamp on Ultrasonic Flow Meter Working Principle

注解:
V 测量流体速度
M 超声波反射次数
D 管道直径
θ 超声波信号与流体之间的夹角
T up 下游传感器向上游传感器发送信号的时间
T down 从上游传感器到下游传感器的传输时间
ΔT = T up – T down

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HT系列高温夹装式超声波流量计传感器

HT series high temperature clamp on ultrasonic flowmeter sensor
  • 采用耐高温强力磁铁,测量钢管和铸铁管时,传感器只需吸附在管道外壁即可。
  • 配备接地端子,可在强电磁干扰环境下使用。
  • 可通过钢带、钢丝绳、张紧带或专用夹具固定。
  • 传感器上盖标有超声波信号发射方向。
  • 接线盒内填充胶水后,防护等级可达IP68。
  • 规格齐全,分为大、中、小三种规格,测量管径范围:DN15~DN6000mm。
  • 温度范围:-40~160℃。
  • 根据用途不同,高温夹式传感器 分为便携式和固定式两种。
HT series high temperature clamp-on ultrasonic flowmeter sensor parameters
HT series high temperature clamp-on ultrasonic flowmeter sensor

1 张紧带固定槽
2 钢丝绳固定槽
3 钢带固定槽
4 顶盖固定螺丝
5 信号发射方向指示箭头
6 声楔
7 强力磁铁
8 防滑槽

9 上游和下游标识贴纸
10 电缆接口
11 安装距离测量起点和终点
12 产品信息标签
13 正极接线端子
14 负极接线端子
15 接地接线端子
16 接线盒

HT series high temperature clamp-on ultrasonic flowmeter sensor installation

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超声波多普勒流量计测量的是什么?

从超声波测量原理来看,时差法适用于测量纯净且杂质含量较低的液体,例如自来水、河水、污水处理厂出水等。多普勒法适用于测量杂质含量较高的液体和浆液,例如城市排水、泥浆、纸浆等。

根据公司多年的实践经验,这两种测量方法对于被测介质杂质含量的定量指标都比较模糊。主要原因是目前尚无有效测量液体杂质含量的仪器。

多普勒超声波流量计的流量测量基于多普勒效应。探头斜向上发射一束超声波。超声波在流体中传播。流体中会含有气泡或颗粒等杂质(可以认为流体中的杂质与水流速度相同)。

当超声波接触到流体中的杂质时,反射的超声波会产生多普勒频移Δf。多普勒频移Δf与流速成正比。通过测量多普勒频移Δf即可测量流体的流速。

多普勒超声波流量计采用速度面积法测量流量。流速V由超声波流速传感器测量。水位H由压力水位计测量。通道参数预先在控制器中设置。控制器可以利用 水位 自动转换流道面积S。流体的流量计算公式为:

Q= V×S

其中,V – 流速;S – 流道面积;Q – 瞬时流量

由于采用速度面积法测量流量,因此可以应用于任何形状的截面。

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常见问题

超声波流量计是指基于以下原理开发的流量计:超声波在流动介质中的传播速度等于被测介质的平均流速与静止介质中声波速度的矢量和。

根据信号检测原理,超声波流量计可分为传播速度差法(直接时差法、时差法、相位差法和频率差法)、波束偏移法​​、多普勒法、互相关法、空间滤波法和噪声法等。

我们的时差式超声波流量计:通过测量超声波沿流动介质向上游传播时速度差异所引起的时间差来计算被测流体速度。

超声波流量计的测量精度非常高,几乎不受被测介质各种参数的干扰。

Sino-Inst 生产并供应精度达1%的超声波流量计,这一精度足以满足大多数客户的测量需求。

尤其值得一提的是,它能够解决其他仪器无法处理的强腐蚀性、非导电性、放射性、易燃易爆介质的流量测量难题。

那么,是什么原因导致超声波流量计测量不准确呢?

造成测量不准确的原因如下:
管道参数设备对超声波流量计测量精度的影响。
上下游直管段对超声波流量计测量精度的影响。
耦合剂对测量精度的影响。
超声波流量计传感器的安装位置对测量精度的影响。

Sino-Inst 生产和供应的 超声波流量计主要用于测量水、海水、工业污水、酸碱液体、酒精、啤酒、各种油类以及其他能够传导超声波的单一均质液体。当然,也有可以 测量气体 的超声波流量计。

根据测量方式,可分为多普勒式超声波流量计、时差式超声波流量计和混合式超声波流量计。

A)多普勒式超声波流量计

B)时差式超声波流量计

C)混合式超声波流量计

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Sino-Inst,超声波流量计制造商。可测量 DN 15—150mm 范围内的单一声导液体介质。它甚至可以测量水、海水、油和浆料等液体。

Sino-Inst 的超声波流量计,中国制造,品质优良,价格实惠。我们的流量测量仪器广泛应用于中国、印度、巴基斯坦、美国等国家。