多路径时差式超声波流量计是一种多通道流量计。它是一种速度流量计，利用时间差法测量介质的流速。
超声波流量计的工作原理是测量超声波脉冲在被测介质中传播时间的差异，从而获得流速。当多束超声波在流动流体中传播时，它们携带了流体速度的信息。通过接收超声波，可以检测流体的流速并将其转换为流量。使用超声波流量计无需在流体中安装测量元件，也不会产生额外的阻力。
Sino-Inst 提供多种超声波流量计，用于流量测量。如有任何疑问，请联系我们的销售工程师。
多路径时差式超声波流量计的特点
- 测量精度高：
- 多通道 超声波流量计通过对速度分布和面积分布 进行双重积分来计算表面平均速度和流量。测量过程中不受雷诺数的影响，因此可以获得高精度和高重复性。
- 双向测量：可测量被测流体的正向和反向流量。
- 测量范围广：流速测量范围可达0.03m/s～20m/s。
- 应用范围广：
- 测量管道的公称直径可达DN25mm～15000mm。
- 明渠 测量宽度可达30m。
- 河流测量宽度可达150m。
- 低流量性能好：
- 多通道超声波流量计在低流量等复杂工况下也能获得高精度测量结果，有效解决了低流量区域测量不准确的问题。
- 干式验证技术：
- 可实现在线验证，解决了大口径流量计和在用 流量计 无法在实际流量下进行验证的问题，并降低了验证成本。
- 连续流在线安装维护：
- 可进行在线安装维护，避免因断电造成的损失。无需设置旁路管道，降低了施工和维护成本。
- 低压损：无驱动装置、突出部件等阻碍性部件，无压损。
- 上下游直管段要求短：满足上游5D、下游2D（D为管道直径）的要求即可保证精度。
- 可显示和传输压力信号：
- 安装压力传感器测量流体压力，压力值可在二次流量计上显示并实现通信。
- 具备RTU功能：
- 可存储正负瞬时流量、累计流量、流速、压力、断电记录等信息。
- 可现场下载和存储数据。它还可以远程传输到上位机进行控制和管理。
延伸阅读：在线式超声波流量计
多路径时差法超声波流量计的技术规格
| 通道数量 | 1 | 3 | 5 | ||
| 标称直径 (mm) | DN50～DN600 | DN80～DN600 | DN150～DN15000 | ||
| 平均流速 (m/s) | 1.0～20 | 0.05～0.5 | 0.5～20 | 0.02～0.5 | 0.5～20 |
| 精度等级 | 0.5 | 1 | 0.5 | 0.5 | 0.25 |
| 重复性 | 0.3 | 0.3 | 0.2 | 0.15 | 0.1 |
| 环境温度： | -20℃～ + 60℃ |
| 环境相对湿度： | ≤ 90% |
| 介质温度： | -20℃～+ 80℃;-40℃～+ 150℃ (可选) |
| 介质状态： | 被测介质应为均匀液体，且不影响超声波的传播。 |
| 流体压力： | PN1.0, PN1.6, PN2.5, PN4.0 (其他) |
| 电源： | AC 110V/220V±10% (50/60Hz) DC 24V±10% |
| 仪表功耗： | 18w |
| 测量管（一次性仪表）： | IP68 |
| 控制器（二次仪表）： | IP65（如需户外使用，请配备仪表箱） |
| 显示参数 | 瞬时流量、累计流量、流速、时间、压力（可选） |
| 模拟信号： | 4∼20mA 在 SOURCE 主动模式下，最大负载电阻为 500Ω，主板右下角的跳线 2 和 3 短接； 在 LOOP 被动模式下，引脚 1 和 2 短接，需要外部 DC24V 电源供电。 |
| 频率输出： | 1kHz 10kHz (可选) |
| 报警信息： | 高值、低值（NPN型 24VDC） |
| 通讯： | RS232/RS485（切换） |
| 信息存储： | 可存储2400组累计流量/瞬时流量，100组开关记录/故障信息代码，更多功能可选。 |
超声波流量计的时差法原理
渡越时间法实际上是基于超声波传播速度和液体速度的矢量叠加。这可以简单地比作在河上摆渡的过程。
虽然渡船本身的速度在顺流和逆流时相同，
但是，由于水流速度的影响，渡船顺流到达对岸所需的时间比逆流到达对岸所需的时间更短。流速越大，顺流速度越快，逆流所需时间越长。顺流和逆流之间的时间差与流速成正比。
超声波流量计的传播时间方程
通过测量同一路径上下游流量之差，即可计算管道流量：
V = K • D/sin2θ • 1/(T0 – t)2 ΔT
其中：
V = 流体平均流速
K = 常数
D = 管道内径
θ = 超声波入射角
T0 = 零传播时间
ΔT = T1 – T2
T1 = 超声波从上游发射器到下游接收器的传播时间
T2 = 超声波从下游发射器到上游发射器的传播时间
t = 超声波穿过管壁和内衬的传播时间
上述方程表明，流体流速与上下游流量之差成正比。
超声波流量计 有三种可能的传感器配置：Z、V 和 W。
所有配置均被视为单一测量路径，超声波束沿单一路径传播。在所有三种配置中，传感器的输出信号都会被转换为电流、频率或电压信号。最佳配置取决于以下因素：
- 管道尺寸
- 传感器安装空间
- 管道内壁状况
- 衬里类型
- 流动液体的特性
在“Z”形配置中，传感器位于管道两侧，彼此位于下游。
通常，下游距离约为D/2，其中D等于管道直径。最佳距离由转换器计算得出。这种布置方式仅适用于空间有限、浊度高、管道内壁有砂浆衬里或水垢较厚的情况。对于小尺寸管道，应避免使用这种布置方式，因为其测量精度容易降低。
“V”形配置适用于大多数安装情况。这种布置方式将两个传感器放置在管道的同一侧，彼此之间的距离约为管道直径的一半。导轨附件夹紧管道，使传感器能够水平滑动，从而调整到计算出的间距。
“W”形配置最常用于直径为 1/2 英寸至 1 1/2 英寸的管道安装。在这种配置中，超声波信号会从管壁反射三次；因此，其传播距离必须更长。高浊度液体以及管道内壁上的水垢或沉积物会降低测量精度。
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