手持式超聲波流量計

手持式超聲波流量計，因儀表流通通道未設(shè)置任何阻礙件，均屬*流量計，是適于解決流量測量困難問題的一類流量計，特別在大口徑流量測量方面有較突出的優(yōu)點，它是發(fā)展迅速的一類流量計之一。

手持式超聲波流量計測量原理：當超聲波束在液體中傳播時，液體的流動將使傳播時間產(chǎn)生微小變化，并且其傳播時間的變化正比于液體的流速，其關(guān)系符合下列表達式其中：

θ為聲束與液體流動方向的夾角

M為聲束在液體的直線傳播次數(shù)

D為管道內(nèi)徑

Tup為聲束在正方向上的傳播時間

Tdown為聲束在逆方向上的傳播時間

ΔT=Tup–Tdown

設(shè)靜止流體中的聲速為c，流體流動的速度為u，傳播距離為L，當聲波與流體流動方向*時(即順流方向)，其傳播速度為c+u;反之，傳播速度為c-u.在相距為L的兩處分別放置兩組超聲波發(fā)生器和接收器(T1,R1)和(T2,R2)。當T1順方向，T2逆方向發(fā)射超聲波時，超聲波分別到達接收器R1和R2所需要的時間為t1和t2,則

t1=L/(c+u);t2=L/(c-u)

由于在工業(yè)管道中，流體的流速比聲速小的多，即c>>u,因此兩者的時間差為▽t=t2-t1=2Lu/cc由此可知，當聲波在流體中的傳播速度c已知時，只要測出時間差▽t即可求出流速u，進而可求出流量Q。利用這個原理進行流量測量的方法稱為時差法。此外還可用相差法、頻差法等。

如果超聲波發(fā)射器發(fā)射連續(xù)超聲脈沖或周期較長的脈沖列，則在順流和逆流發(fā)射時所接收到的信號之間便要產(chǎn)生相位差▽O,即▽O=w▽t=2wLu/cc

式中，w為超聲波角頻率。當測得▽O時即可求出u,進而求得流量Q。此法用測量相位差▽O代替了測量微小的時差▽t，有利于提高測量精度。但存在者聲速c對測量結(jié)果的影響。

為了消除聲速c的影響，常采用頻差法。由前可知，上、下游接收器接受到的超聲波的頻率之差為▽f可用下式表示▽f=[(c+u)/L]-[(c-u)/L]=2u/L

由此可知，只要測得▽f就可求得流量Q，并且此法與聲速無關(guān)。超聲波技術(shù)及其應(yīng)用一、沒測量水位概況

水電站多采用浮子式液位計或投入式液位計來進行水位測量。其缺點為:測量精度低，不可靠，經(jīng)常出現(xiàn)浮子卡死不動和傳感器堵塞導致測不準;維護工作量大，安裝、調(diào)試不便，采集到的僅是模擬告警信號，不能直接進入電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)。對無人值班電廠不實用。

通過對攔污柵水位測量系統(tǒng)進行了反復對比，優(yōu)化得出zui后的方案設(shè)計，采用超聲波液位計對柵前、柵后水位進行實時準確監(jiān)測，超聲波液位計用PLC對采集量進行處理。并且把實時水位和壓差數(shù)據(jù)送到中控室，超聲波液位計顯示和越限報警。超聲波液位計同時采用RS422/RS232接口，又把實時數(shù)據(jù)送到大壩集中控制室工控機，處理成計算機通信報文，zui終將采集量送到電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)上位機。

根據(jù)對信號檢測的原理超聲流量計可分為傳播速度差法(直接時差法、時差法、相位差法和頻差法)、波束偏移法、多普勒法、互相關(guān)法、空間濾法及噪聲法等。

優(yōu)點：超聲波流量計是一種非接觸式儀表，它既可以測量大管徑的介質(zhì)流量也可以用于不易接觸和觀察的介質(zhì)的測量。它的測量準確度很高，幾乎不受被測介質(zhì)的各種參數(shù)的干擾，尤其可以解決其它儀表不能的強腐蝕性、非導電性、放射性及易燃易爆介質(zhì)的流量測量問題。

測量精度：優(yōu)于1％，重復性：優(yōu)于0.2%

測量周期：500ms(每秒2次，每個周期采集128組數(shù)據(jù))

工作電源：85～264VAC/24VDC可選

流速范圍：0～±32m/s(流速分辨率0.001m/s)

顯示：2×10背光型漢字液晶顯示器。可顯示瞬時熱流量及正、負、凈累積熱流量、流速等

操作：4×4輕觸鍵盤

信號輸入：3路4-20mA輸入，2路三線制PT100鉑電阻

信號輸出：

路隔離4-20mA或0-20mA輸出

路隔離型可編程OCT用于輸出正、負、凈累積脈沖及各種報警信號

路繼電器可輸出正、負、凈累積脈沖及各種報警信號

數(shù)據(jù)接口：隔離RS485輸出(MODBUS協(xié)議，M-BUS協(xié)議，海峰FUJI擴展協(xié)議，并兼容國內(nèi)其它廠家同類產(chǎn)品通訊協(xié)議)

其它功能：◇可記錄前64日、前32個月、前2年的累積流量和工作狀態(tài)，可記錄前16次上、斷電時間和流量，并可進

行人工或自動補加

◇可編程批量（定量）控制器，故障自診斷功能

*防護等級：IP65

*防爆等級：EXdⅡBT4(TDS-100F2型)

*外殼材料：壓鑄鋁