外夾式超聲波流量計的選型及應用特點

1、選型及注意事項

按照轉(zhuǎn)換器的安裝方式，外夾式超聲波流量計的選擇和安裝可分為外夾式、管段式和插入式。外夾式超聲波流量計是將換能器連接到外部通道的超聲波流量計。這種安裝方式是超聲波換能器3種安裝方式之一，安裝維修方便。但傳感器信號的傳輸和接收通道非常復雜，必須穿過管道、襯里和液體介質(zhì)，測量精度較低。儀器型號的選擇是儀器應用領域的一項非常重要的工作。同時，為了避免湍流引起的測量誤差，應盡可能測量液體的直線度。測量點應盡量遠離強無線電和強磁場源。管材應均勻致密，以利于超聲波傳輸，還應充分考慮管道中的沉積物，測量位置時盡量選擇無標度區(qū)。

2、應用特點

外夾式超聲波流量計特點之一是傳播率擴大，氣體吸收超聲波能量的能力很強，其次是液體和固體。因此，在單液體超聲波流量計中，外夾式超聲波氣體的測量精度通常不高。為了提高測量精度和信號強度，一部分超聲波流量計采用多通道定位方法，利用多級測量數(shù)據(jù)計算重力值的平均流速，而另一部分超聲波流量計使用寬波束。該技術允許使用變頻器發(fā)送的聲束在很寬的頻率范圍內(nèi)掃描和搜索管道的自由壁，使管道成為變頻器的一部分，并允許聲音覆蓋被測介質(zhì)的更寬截面。有數(shù)據(jù)表明，寬波束技術可為低聲道提供高穩(wěn)定性和重復性，可測量的最小管徑可達6.35mm。

多普勒法是利用超聲波的多普勒效應，通過測量流體的上下游頻率偏差來反映流體的流速，從而測量流量。傳播速度差法還包括時間差法、相位像差法、直接時間差法等。當被測液體不含高濃度懸浮顆粒時，通常采用時間偏差法；多普勒法則用于檢測被測液體中的大量懸浮顆粒。

根據(jù)管道中超聲波反射體的數(shù)量，外夾式超聲波流量計可分為“Z”“V”“N”等安裝方式。對于安裝在“Z”型超聲波流量計上的超聲波，超聲波直接傳入管道，無折射，信號衰減小。建議安裝直徑>300mm的管道，優(yōu)先采用“Z”型?！癡”型超聲波流量計的超聲波束在管道中反射一次，流過液體兩次；“H”型超聲波流量計的超聲波束在管道中反射2次，液體通過3次。超聲波傳播時間越長，測量精度越高。因此，在測量小口徑管道中的流體流量時，可以利用多次反射來增加超聲波的傳播路徑，從而延長其傳播時間，提高超聲波流量計的測量精度。

審核編輯 黃宇