適合于封閉管道污水流量測量的超聲波流量計

1、前言
目前用于污水管道流量計計量的儀表主要有電磁流量計(Electro-magnetic Flowmeter)和超聲波流量計(Ultrascric Flowmeter，以下簡稱USF)，其中又以USF為大多數，就超聲波技術測量測流量而言，有用于封閉管道的，也有用于明渠的，而用于明渠的USF，是由流槽或堰配超聲波物(液)位計組成，就檢測儀表的類別而言，實質上是超聲波液位計，以下就適合于封閉管道污水流量計測量的 USF談點看法。
2、USF的選用
2.1USF的主要優點
(1)USF是一種非接觸式流量計，除具有電磁流量計的優點(無壓力損失、不干擾流場、能測量強腐蝕及含雜質的介質)外，還可測量非導電介質的流量，而且不受流體溫度、粘度、密度的影響。
(2)通用性好，同一臺表可測不同口徑的管道內的介質流量。
(3)安裝維修方便，在管道的外測進行夾裝就可測量管道內液體流量。不需要切斷流體，不影響管道內流體的正常流通，安裝時不需要閥門、法蘭、旁通管等，安裝費用低。
(4)特別適用于大口徑管道的流量測量，由于沒有壓力損失，節能效果顯著。
2.2USF儀表的選用
根據作用原理超聲波流量計可劃分為兩大類：傳播速度差法和多譜勒法，傳播速度差法包含相位差法、時間差法和聲循環法等，就實用性而言，主要是時間差法和多譜勒法。
2.2.1時差式流量計
其原理為如取靜止流體中的聲速為C，流體流動的速度為V，當聲波的傳播方向與流體的流動方向一致(順流方向)時，其傳播速度為C+V；而當聲波的傳播方向與流體流動方向相反(逆流方向)時，其傳播速度為C-V。時差式流量計便是通過安裝在上、下游的發射器分別發出的二個聲波(順、逆流)，計算出在不同流向閉的傳播時差，最后便可測出流體的平均流速。
2.2.2多譜勒流量計
2.2.2.1原理
多譜勒流量計通過過一個探頭，向管內連續發射固定頻率的超聲波，當超聲波遇到隨液體流動的顆?；驓馀輹r，其反射波頻率會產生與流速成正比的偏移(Doppler效應)，另 一個探頭接收反射渡信號，微處理器經過頻譜分析后，就可以得到管內流體的流量數據。如果流體介質中無固體物或氣泡等，則不會形成多譜勒現象，所以這種流量計特別適合于測量污水、原油、重油等介質。
2.2.2.2選用
多譜勒流量計的測量精度一般為±2％，高的可以達到±10％，流速測量范圍一般在0.02～10m/s，線性度為量程的±
0.5％從表面的技術指標看，這種流量計不如時差式流量計，但在用來測量高含量氣泡或高含量固體的液體時，其精度、穩定性、可靠性要優于時差式流量計。
目前，多譜勒流量計的主要性能有：
(1)由于采用計算機技術和先進的數字信號處理技術，使流量計從模擬處理進人了全數字化處理時代；
(2)可測的介質種類多，適合測量各種器材及古有各種內村的管道；
(3)采用數字濾波和數字頻譜分析，能自動識剮多譜勒信號和噪音，增強了多譜勒信號接收靈敏度和檢測能力，測量精度提高，抗干擾能力強；
(4)采用工作于更高能量水平上的大型發射晶體，流量計能使聲波更有效地穿過管壁材質，從而產生更強、更準確的回波信號，提高儀表的精度、穩定性和可靠性；
(5)采用同步調制和快速付里葉變換技術測量和分析多譜勒信號，使流量計可測的流速可低至0.02m/s(以往的多譜勒流量計在贏速低于0.15m/s時就無法使用)；
(6)二次儀表功能增強，不僅可顯示多項工藝所需的參數，還有可編程繼電器可用作泵或閥門的控制，節省了投資。
2.3可用于污水管道流量計測量的USF
目前國外USF的制造廠家有60印家以上，主要集中在英、美、日、德等國.已有許多國外公司的產品進人我國市場，我國USF的起步較晚，70年代才有一些大學和研究所研箭開發，現在全國大約有十幾家USF的制造廠家，年產量估計在5000～7000臺，就產品的質量來看，國產的USF與國外產品還存在一些差距，下表給出了在國內一些用戶中用于測量污水管道流量計且效果較好的產品型號及其部分主要技術指標，需要特別說明的是，時差式流量計雖然可用于測量污水管道流量計，但其使用效果不如多譜勒流量計好。

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