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外夹式超声波流量计在渣水测量生产中的实际应

2020-03-02    来源:红旗仪表(江苏)有限公司

外夹式超声波流量计在渣水测量生产中的实际应用


HQTDS-100外夹式超声波流量计测量原理
HQTDS-100外夹式超声波流量计,是利用超声波在横向穿过流动的液体时,在其顺流和逆流介质中,其超声波的速度有差异而形成速度差(时间差)。时差法超声波流量计就是利用该原理对流体的流速和流量进行测量的。具体方法如下:在固定长度L的距离内,分别放置一个发射超声波的换能器(俗称超声波探头)和一个接收超声波的换能器。发射超声波的换能器通常采用石英等材料制成的压电元件作为换能器。发射超声波时是利用负压电效应,即利用高频电脉冲的作用,使压电晶体高频振动,从而发出脉冲变化的高频压力波(即超声波)。接收换能器装在管道对面,它则利用正压电效应,将高频压力波又转换成高频的电脉冲信号。可以轮流交替地利用同一个换能器及发射高频、短时的脉冲压力波,又用来接收对面换能器发来的脉冲压力波。可以用一组换能器兼做超声波的收、发用。(如图所示),则对于顺流和逆流有:
 
时差式测量原理图
逆流传播时间t1=L/(C-Vcosθ),
顺流传播时间t2=L/(C+Vcosθ)
传播的时间差值为:△T=t1-t2=L/(C-Vcosθ)-L/(C+Vcosθ)
由于液体流速V在每秒数米以下,而流体中声速C约15OOm/s,C2??V2,
所以:△T=2VLcosθ/C2
即:V=C2△T/(2Lcosθ)(1)
式中:
C为静止流体中的声速,m/s;
V为流体速度;
L为探头之间的距离,m;
θ为速度矢量和探头取向间所形成的角度。
从式(1)可以看出,从发生器发的超声波传到接收器的速度变化与管路内的流体流速成正比。拒此把管道参数置入仪器,采集数据经变换器变换即得到瞬时流量,并得累计流量。
瞬时流量为:
Q=450πLC2△Tsinθtanθ(m3/h)
 
三、HQTDS-100超声波流量计的特点
探头可装在被测管道的外壁,实现非接触式测量,即不干扰流场,又不受流场参数影响。其输出与流量基本成线性关系,精度一般可达1%,价格不随管道直径的增大而增加,特别适合大口径管道和混有杂质或腐蚀性液体的测量和技术改造。
 
四、在化工生产中的应用
工艺的排渣系统测渣水流量原设计选用的是电磁流量计,在实际生产中,渣水里含有白色结晶体(小于10g/L,粒径小于1mm),它将电磁流量计的电极打坏了,这种情况下电磁流量计在此无法使用。根据超声波流量计的特点,我公司改用北京衡安特系列外夹式超声波流量计。
型外夹式超声波流量计是利用超声波脉冲在通过流体的顺逆两方向上传播速度之差,来求流体的流量,是在吸收了国内外超声流量计的众多优点之上成功开发的新型超声测流仪表。仪表采用贴片集成电路,低电压多脉冲发射技术。性能特点:管外测量,探头贴装在管壁外侧,可在不停产、不停水的情况下安装测量。抗液体中的气泡或固体颗粒的能力大大提高。抗变频干扰与其它噪声干扰的能力也大大提高。采用了低功耗设计,使整机功耗小于0.5W。适用范围宽:一台仪表可以测量适用范围内的任何一条管路。信号智能跟踪独特的信号智能跟踪处理技术,使超声流量计安装十分方便,保证了仪表长期可靠的稳定运行。零点自动调整:HQTDS-100外夹式超声波流量计利用计算机技术对零点进行动态调整,以确保测量准确度。安装快捷方便。
HQTDS-100型外夹式超声波流量计具有二组参数显示探头的安装状态,便于仪表的快捷安装。参数自动修正。
HQTDS-100型外夹式超声波流量计具有温度和雷诺数自动补偿功能,保证仪表测量精度。远距离数据传输。
HQTDS-100型外夹式超声波流量计具有远程数据显示输出(串行),可选配远程数据显示器,和主机同步显示流量和累计流量。传输zui大距离1.2Km。仪表配有二路温度信号输入,具有热量计功能。
 
五、安装
要使超声波流量计正常稳定的工作,就要合理的安装换能器,通常换能器安装不合理是超声波流量计不能正常工作的主要原因。安装换能器需要考虑位置的确定和方式的选择两个问题。确定位置时除保证足够的上、下游直管段外,尤其要注意换能器尽量避开有变频调速器、电焊机等污染电源的场合。在安装方式上,主要有对贴安装方式和V方Z方式三种。通常情况下,管径小于300mm时,采用V方式安装,管径大于200mm时,采用Z方式安装。对于即可以用V方式安装又可以Z方式安装的换能器,尽量选用Z方式。实践表明,Z方式安装的换能器超声波信号强度高,测量的稳定性也好。
 
六、定期维护
与其他流量仪表相比,超声波流量计的维护量是比较小的。对于HQTDS-100外夹式超声波流量计,安装以后无水压损失,无潜在漏水,只需定期检查换能器是否松动,与管道之间的粘合剂是否良好即可;插入式超声波流量计,要定期清理探头上沉积的杂质、水垢等有无漏水现象;如果是一体式超声波流量计,要检查流量计与管道之间的法兰连接是否良好,并考虑现场温度和湿度对其电子部件的影响等。我们选用的是外贴换能器超声波流量计,定期维护工作量相对要小。

简单介绍:
中文固定式超声波流量计以速度差法为原理,测量圆管内液体流量。本系列仪表采用了数字发射、数字接收、数字分析、数字输出等先进的微功耗数字化设计技术,仪表计量准确、运行可靠、更适于工业现场的需求。转换器形式有:壁挂式、盘装式、一体式;传感器形式有:插入式、管段式、外夹式。
详情介绍:

中文固定式超声波流量计概 

   HQTDS-100F中文固定式超声波流量计以速度差法为原理,测量圆管内液体流量。本系列仪表采用了数字发射、数字接收、数字分析、数字输出等先进的微功耗数字化设计技术,仪表计量准确、运行可靠、更适于工业现场的需求。转换器形式有:壁挂式、盘装式、一体式;传感器形式有:插入式、管段式、外夹式。

中文固定式超声波流量计特 
 微功耗、数字化设计。整机采用微功耗硬件及软件设计,对超声波信号进行数字发射、

数字接收和数字分析,达到了**的数字化设计,整机功耗小于0.3W。电池供电型整机功耗只有0.2mW。

 卓越的计量和管理功能。在软件设计上采用先进的分析和计算技术,保证准确的计量功

能。另外设计了先进的管理功能,该系列仪表能在任何时间查阅前十年任何时候的仪表运行数据。

 灵活的维护性能。采用换向自适应技术,使该系列仪表能够自动消除测量过程的零点误差,并能够在维修过程中任意更换转换器和传感器,不影响测量准确度。

 汉字化技术。仪表的数据输入和测量过程显示全部汉字化,使操作者不使用说明书即可操作。

 插入式超声流量计:可不停产安装和维护。采用陶瓷传感器,使用我公司专用钻孔装置进行不停产安装。一般为单声道测量,为了提高测量准确度,可选择三声道。

 管段式超声流量计:需切开管路安装,但以后的维护可不停产。可选择单声道或三声道传感器。

● 外夹式超声流量计:能够完成固定和移动测量。采用专用耦合剂(室温固化的硅橡胶或高温长链聚合油脂)安装,安装时不损坏管路。

中文固定式超声波流量计主要技术指标

 

 

插入式超声波流量计

管段式超声波流量计

外加式超声波流量计

管径范围(mm)

DN80-4000

DN20-2000

DN20-4000

流速范围(m/s)

0.01~12

准确度(%)

单声道

双声道

三声道

单声道

双声道

三声道

1.5

1.0

1.0

0.5

1.0(校正0.5)

0.5

0.5

测量介质

饮用水、河水、海水、地下水、冷却水、高温水、污水、润滑油、柴油、燃油、化工液体、其他均质流体

管道材质

金属(如碳钢、铸铁、不锈钢、铝等)非金属材质(如PVC,有机玻璃等)

管衬材质

玻璃钢、沙浆、橡胶等

信号输出

1、4-20mA:阻抗小于800Ω,光电隔离,准确度0.1%。
2、累计脉冲输出:光电隔离,无源开路输出,传输距离小于500m。
3、RS-485:光电隔离,波特率可选择,传输距离大于1.6Km.
4、打印机:RS-232串口模式。打印机为选配件。
5、M-BUS.

键  盘

2×8汉字键盘

显示器

2×10汉字显示或英文显示

测量功能

显示瞬时流量、瞬时流速、正累计流量、负累计流量、净累计流量、累计运行时间、瞬时供热量、累计共热量、断电时间等。

数据存贮

可存贮前720小时,前365天,前36个月和前十年的测量数据,包括瞬时流量、累计流量、断电时间等。

环境温度

转换器:-10~45℃(特殊环境请说明)
传感器:-40~+60℃(常温型)
        -40~+160℃(高温型)

传感器材质

不锈钢和陶瓷

不锈钢和普通碳钢

常温型为尼龙高温型为合金铝

传感器承压能力

管内部分压力小于4.5MPa

DN20~700mm小于2.5MPa
DN800~2000mm小于1.6MPa

与管道内压力无关建议不浸水工作

传感器防护等级

IP68

转换器防护等级

壁挂式转换器:IP65  盘装式转换器:IP52  一体式转换器:IP67

防爆等级

EXdⅡBT6

传感器电缆长度

< 500m

< 500m

< 300m

传感器电缆型号

专用电缆SEYV-75-2(直径7mm),越短越好,减少干扰,也可以加长到300m若长要加粗电缆

工作电源

AC220V, DC12~36V 0.8A (可选)

转换器外形尺寸

 壁挂式:213×185×107mm 盘装式:160×80×250mm 一体式:185×140×100mm

传感器外形尺寸

220×ø20(杆部)×ø50(连接部)mm

见管段传感器数据表

60×40×35mm

转换器重量

壁挂式:1.2Kg  盘装式:0.8Kg  一体式:1.4Kg

传感器重量

0.7Kg/支

见管段传感器数据表

0.2Kg/支

热量测量功能

测量供热量、热损耗、入口温度、出口温度


 

中文固定式超声波流量计选型表

 

 

 

中文固定式超声波流量计安装示意图

中文固定式超声波流量计现场实物


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