超声波流量计规格书

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超声波流量计仪表系统测量精度高，使用范围宽，不是可用于污水、水泥浆液矿浆液等的测量，还可用于强酸、强碱液体流量的测量。转换器输出功能强大：不但具有4-20mA、脉冲输出，还具有RS485或RS232、HART等数字通讯以及GPRS无线数据远传。
超声波流量计
流量计是通过其独有的传感探头在流体前后所产生的差压进行流量测量。当流体流过探头时，在其前部产生一个高压分布区，高压分布区的压力略高于管道的静压，根据伯努利方程原理，流体流过探头时速度加快，在探头后部产生一个低压分布区，，低压分布区的压力略低于管道的静压。流体从探头流过后在探头两侧出现旋涡，并且在探头的后部产生部分真空。通过探头高压引管把高压区的平均高压传至差压仪表的正压室;通过探头低压引管把低压区的平均低压传至差压仪表的负压室。差压仪表测得平均高压与平均低压之差，经开方运算后即反映出流体平均流速的大小，平均流速与流量成正比，进而可以计算出管道中流体的体积流量或者质量流量。
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3．本课题研究的硬件电路结构较为复杂，传统电路设计中使用分立器件的数量较多，这给设计和调试带来了很大的不便，因此本设计在超声波发射和接收电路设计中采用集成电路模块取代了分离模拟器件，以提高发射电路和接收电路的稳定度；并且用Xilinx公司的Spartan2E系列xc2s100e现场可编程逻辑门阵列FPGA芯片作为核心器件对系统的数字电路部分进行了集成化设计，达到既简化电路设计、又提高系统稳定性和可靠性的目的。同时，硬件的软件化也方便了系统功能的修改和升级。
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8．超声波流量计超声波流量计是基于超声波在流动介质中传播的速度等于被测介质的平均流速和声波本身速度的几何和的原理而设计的。它也是由测流速来反映流量大小的。超声波流量计虽然在70年代才出现，但由于它可以制成非接触型式，并可与超声波水位计联动进行开口流量测量，对流体又不产生扰动和阻力，所以很受欢迎，是一种很有发展前途的流量计。利用多普勒效应制造的超声多普勒流量计近年来得到广泛的关注，被认为是非接触测量双相流的理想仪表。9．流体振荡式流量计流体振荡式流量计是利用流体在特定流道条件下流动时将产生振荡，且振荡的频率与流速成比例这一原理设计的．当通流截面一定时，流速与导容积流量成正比。因此，测量振荡频率即可测得流量．这种流量计是70年代开发和发展起来的．由于它兼有无转动部件和脉冲数字输出的优点，很有发展前途。目前典型的产品有涡街流量计、旋进旋涡流量计。10．质量流量计由于流体的容积受温度、压力等参数的影响，用容积流量表示流量大小时需给出介质的参数。在介质参数不断变化的情况下，往往难以达到这一要求，而造成仪表显示值失真。因此，质量流量计就得到广泛的应用和重视。质量流量计分直接式和间接式两种。直接式质量流量计利用与质量流量直接有关的原理进行测量，目前常用的有量热式、角动量式、振动陀螺式、马格努斯效应式和科里奥利力式等质量流量计。间接式质量流量计是用密度计与容积流量直接相乘求得质量流量的。三、设计安装要求1、直管段流量计安装在管道上，指管道的长度。有些直管段是现场现有的管段上安装流量计，这样的话就要考虑流量计在这个管段上的安装点。要确保前后管段要有一定距离才能达到稳流才能让流量测量更准确。有些直管段也可以在流量计本体上做一些预留，到现场后在对接到管道上。GB50093━2002自动化仪表工程施工及验收规范中对流量计上下游直管段的通常要求如下（若仪表有要求，按仪表条件确定直管段长度）：转子流量计，上游不小于0～5倍管径，下游无要求；靶式流量计，上游不小于5倍管径，下游不小于3倍管径；涡轮流量计，上游不小于5～20倍管径，下游不小于3～10倍管径；涡街流量计，上游不小于10～40倍管径，下游不小于5倍管径；电磁流量计，上游不小于5～10倍管径，下游不小于0～5倍管径；超声波流量计，上游不小于10～50倍管径，下游不小于5倍管径；容积式流量计，无要求；孔板，上游不小于5～80倍管径，下游不小于2～8倍管径；喷嘴，上游不小于5～80倍管径，下游不小于4倍管径；文丘里管、弯管、楔形管，上游不小于5～30倍管径，下游不小于4倍管径；均速管，上游不小于3～25倍管径，下游不小于2～4倍管径。2、选用及设计要求2.1差压式流量计差压范围的选择差压范围的选择应根据计算，一般情况下根据流体工作压力高低不同宜选：低差压：6kPa，10kPa中差压：16kPa，25kPa高差压：30kPa，60kPa2.2可变面积式流量计(转子流量计)当要求精度不优于±1.50%，量程比不大于10：1时，可选用转子流量计。转子流量计要求垂直安装，倾斜度不大于5°;安装位置应振动较小，易于观察和维护;对脏污介质，必须在流量计的进口处加装过滤器。2.3旋涡流量计洁净气体、蒸汽和液体的大中流量测量，可选用旋涡流量计低速流体及粘度大的液体，不宜选用旋涡流量计测量，粘度太高会降低流量计对小流量测量的能力。管子振动或泵出口也不宜选用旋涡流量计。2.4电磁流流量计所测流体必须导电用于导电的液体或均匀的液固两相介质流量测量。可测量各种强酸、强碱、盐、氨水、泥浆、纸浆等介质安装方式可以垂直、水平，也可以倾斜。垂直安装时，液体必须自下而上。对液固两相介质最好垂直安装。为保证测量精度，流速在0.3～10m/s当安装在水平管段，应使液体充满管段，并应使变送器的电极处于同一水平面上2.5质量流量计需直接精确测量液体、高密度气体及浆体的质量流量时，可选用科氏力质量流量计。科氏力质量流量计可以不受流体温度、压力、密度或粘度变化的影响而提供精确可靠的质量流量数据。质量流量计可在任何方向安装，但是液体介质还是要充满仪表测量管，不需要直管段。费用较高，管段压损较大。2.6固体流量测量皮带输送的固体流量测量宜选用皮带电子称自由落体的粉粒及块状固体流量，当要求
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气体超声波流量计夹装式探头直接安装在工艺管道上，而不是插进管道。不直接接触介质，安装简便快速，无需中断工艺介质，并且无压损。以下是气体超声波流量计的主要特点：
.耐脏，耐湿，耐磨损
.易安装，低成本
.无压损，无泄漏
.可在现有管道上直接安装
.大口径及高压测量，经济实用
.可选防爆型探头K4N
北京康纳森技术工程师为您解答
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6、仪器探头应避免在太阳下长时间暴晒，以免温度太高而引起故障（探头的温度不得超过70℃）。
超声波流量计的使用寿命是与正确的操作使用和定期的维护保养是密切相关的，这就要求我们要重视超声波流量计的维护和保养工作，定期维护和保养。
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清华大学2012届毕业设计说明书 第II页共II页 目 录 TOC\o"1-3"\h\z?PERLINK\l_Toc191001绪论 PAGEREF_Toc191001 HYPERLINK\l_Toc203611.1 超声波流量测量技术发展概述 PAGEREF_Toc203611 HYPERLINK\l_Toc139881.2 常用流量计类型和性能比较 PAGEREF_Toc139882 HYPERLINK\l_Toc308781.3 超声波流量计的特点和用途 PAGEREF_Toc308783 HYPERLINK\l_Toc5111.4 超声波流量计 PAGEREF_Toc5113 HYPERLINK\l_Toc62431.4.1 多普勒超生波流量计 PAGEREF_Toc62434 HYPERLINK\l_Toc72471.4.2 时差法超生波流量计 PAGEREF_Toc72474 HYPERLINK\l_Toc243702 超声波流量计原理 PAGEREF_Toc243705 HYPERLINK\l_Toc324512.1 超声波简介 PAGEREF_Toc324515 HYPERLINK\l_Toc109632.1.1 超声波的频率 PAGEREF_Toc109635 HYPERLINK\l_Toc317582.1.2 超声波的发生 PAGEREF_Toc317585 HYPERLINK\l_Toc263802.2 研究超声波流量计测水量需用：时差法 PAGEREF_Toc263805 HYPERLINK\l_Toc115723 时差法超声波流量计的总体设计 PAGEREF_Toc115727 HYPERLINK\l_Toc71083.1 流量计设计参数 PAGEREF_Toc71087 HYPERLINK\l_Toc188623.2 换能器的安装 PAGEREF_Toc188627 HYPERLINK\l_Toc238263.3 测量原理 PAGEREF_Toc238268 HYPERLINK\l_Toc280793.3.1 声学原理 PAGEREF_Toc280798 HYPERLINK\l_Toc135523.3.2 测时原理 PAGEREF_Toc135529 HYPERLINK\l_Toc101283.4 系统硬件框图 PAGEREF_Toc1012811 HYPERLINK\l_Toc70274 时差法超声波流量计的硬件设计 PAGEREF_Toc702713 HYPERLINK\l_Toc117004.1 超声波换能器的选择 PAGEREF_Toc1170013 HYPERLINK\l_Toc311424.2 超声波发射/接收电路 PAGEREF_Toc3114213 HYPERLINK\l_Toc267154.2.1 超声波发射电路 PAGEREF_Toc2671514 HYPERLINK\l_Toc216444.2.2 超声波接收电路 PAGEREF_Toc2164415 HYPERLINK\l_Toc59494.2.3 采样保持电路 PAGEREF_Toc594918 HYPERLINK\l_Toc268274.2.4 电压比较电路的设计 PAGEREF_Toc2682720 HYPERLINK\l_Toc227664.2.5 切换控制电路 PAGEREF_Toc2276621 HYPERLINK\l_Toc12934.3 信号采集及控制电路 PAGEREF_Toc129321 HYPERLINK\l_Toc190224.3.1 从单片机的选取 PAGEREF_Toc1902221 HYPERLINK\l_Toc82244.3.2 电路设计 PAGEREF_Toc822422 HYPERLINK\l_Toc262654.4 信号处理及人机接口电路 PAGEREF_Toc2626522 HYPERLINK\l_Toc208234.4.1 主单片机系统方案 PAGEREF_Toc2082322 HYPERLINK\l_Toc217104.4.2 数据存储电路
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超声波流量计采用时差式测量原理：一个探头发射信号穿过管壁、介质、另一侧管壁后，被另一个探头接收到，同时，第二个探头同样发射信号被*个探头接收到，由于受到介质流速的影响，二者存在时间差δt，根据推算可以得出流速V和时间差δt之间的换算关系V=(C2/2L)×δt，进而可以得到流量值Q。
◆独特的信号数字化处理技术，使仪表测量信号更稳定、抗干扰能力强、计量更准确。
◆无机械传动部件不容易损坏，免维护，寿命长。
◆电路更优化、集成度高、功耗低、可靠性高。
◆智能化标准信号输出，人机界面友好、多种二次信号输出，供您任意选择。
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