測量原理
時間差法:聲波在流體中傳播相同距離時,上下表面之間存在時間差,該傳播時間差與被測流體的流速有關。透過測量該時間差,即可得到流體的流量,進而計算出流量。
多普勒法:基於聲學中的多普勒原理,檢測反射聲波與發射聲波之間的頻率偏移,以確定流體中運動粒子的速度,間接獲得流體的流速和流量。此方法要求水中存在氣泡和固體顆粒等懸浮物,能夠反射超音波束。
適用液體
時差法:適用於測量純淨、雜質較少的流體,如原油、重油、純水、去離子水、化學溶劑等;若流體中含有大量氣泡或固體雜質,會阻礙超音波的正常傳播,影響測量精度。
多普勒法:常用於測量含有氣泡、固體顆粒和其他雜質的渾濁流體,如污水、泥漿、油水混合物等,廣泛應用於天然水體、工業廢水處理等領域。
測量精度
時間差法:精度相對較高,可達±0.5%,其測量精度受訊號處理電子元件的精度和聲速穩定性的影響。
多普勒法:其精度一般低於時間差法,一般約為±2%,因為其測量結果基於流體中懸浮顆粒或氣泡的散射訊號,而這些顆粒的分佈和運動可能不均勻,這將對測量精度產生一定影響。
管道要求
時間差法:對管道內流體的流動狀態要求更嚴格,流體需要更穩定、更均勻,且對直管段有一定的要求,通常上游直管段的長度不小於管徑的10倍,下游直管段的長度不小於管徑的5倍。
多普勒法:管段的要求相對不嚴格,安裝位置較為靈活,對管內的流態影響較小。
感測器結構及安裝
時差法:通常使用一對或多對感測器,分別安裝在管道的上游和下游,感測器的發射和接收方向需要與管道軸線保持一定的角度,以確保準確測量超音波訊號的發射時間。安裝過程中,必須對感測器進行對準和固定,以確保訊號傳輸的穩定性。
多普勒法:一般採用單頭感測器,包括發送和接收壓電晶體,可安裝在管道外壁上,或直接插入與流體接觸,安裝方便,不會對管道造成損壞。
抗干擾能力
時差法:易受管道振動、流體溫度和密度變化等因素的影響,管道振動可能導致感測器位置偏差,影響測量精度,溫度和密度的變化會引起聲速變化,需要溫度補償等措施來提高測量精度。
多普勒法:抗干擾能力強,對管道振動不敏感,且由於其測量原理基於多普勒頻移,與流體的溫度和密度關係不大,因此在複雜的工作條件下仍能保持良好的穩定性。
測量範圍
時差法:測量範圍寬,可測量低流量到高流量的流體,適用於各種管道直徑,但對於大管道直徑、高流量測量,可能需要更高的發射功率和更複雜的訊號處理技術。
多普勒法:一般適用於低流速和中流速流體的測量,對於高流速流體,由於多普勒頻移與流速之間的關係不是線性的,可能會導致測量誤差增加。
發佈時間:2024年12月9日