超声波流量计模块

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王坚;;CO分析仪测量不确定度的评定方法及误差分析[A];第三届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2005年
李操;付跃刚;孙丽;;物体表面发射率对红外测温精度的误差分析[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集（Ⅲ）[C];2008年
赵耀巍;徐波;;射波刀精度与误差分析初探[A];2007第六届全国放射肿瘤学学术年会论文集[C];2007年
姚红伟;乔清党;;利用X型探头测量U和V分量的风洞实验[A];第13届全国计算机、网络在现代科学技术领域的应用学术会议论文集[C];2007年
容显政;解禾;黄宇飞;;用于环保的超声波流量计[A];2000电子产品防护技术研讨会论文集[C];2004年
(超声波流量计模块)

乌鲁木齐超声波流量计厂电磁流量计的流量是以流体为基准的。正确拾取基准电位,关系到流量计能否稳定、可靠、准确地进行流量测量,电解质流体与金属管道和测量电极存在电化学作用,总会有直流极化电压在其上产生。分析了直流极化电压作为噪声,影响基准电位的原因,试图为使用者提供解决直流极化电压引起漂移问题的办法。自法拉第1832年进行的利用地磁测量泰晤士河流速试验,到1950年工业电磁流量计产品问世,随着电子技术和计算机技术的飞速发展,电磁流量计日趋成熟和完善,已经成为流量仪表中重要的和受欢迎的品种之一。当年法拉第进行电磁流量计实验,仅三天就以失败告终。究其原因之一是直流中包含有漂移的直流极化电压,其值难以和分辨。尽管后来的电磁流量计经历了交流励磁、低频矩形波励磁等技术进步与发展,对于电磁感应引起的正交干扰、同相干扰和由于静电感应引起的串模干扰、共模干扰以及浆液对测量电极摩擦出现的尖状干扰所造成的零点不稳定与测量输出摆动等问题非常有效地给予解决。但是,对于测量电解质流体,接地(接液)部件与测量电极间产生漂移的直流极化电压依然存在,仍然会影响到流量的基准点稳定与否,进而影响输出的稳定性与可靠性。因而,对于流量的基准有必要予以正确认识,并采取有效解决措施。由电学知识可知,对作为电动势的电磁流量测量,重要的是需要有一个稳定的电位差基准点,也就是要良好接地。过去一些人往往只追求接地电阻尽量小,以为这样就能够得到稳定的流量。其实不然,导电流体介质作为的基准点更为重要。作者从多年研究、应用电磁流量计的经验出发,现场遇到的这类实际测量问题进行分析,力图认识导电流体作为的基准点的重要性,并提供基准点接液的方法,供参考。1导电流体是流量电压的基准电位点众所周知,对一个电压,总有一个基准的“地”点和一个变化的“”端点,以构成电位差。初期的电磁流量传感器曾把一个测量电极作为的“地”点,另一个测量电极作为“”点。这种传输称为“单端”,同其他电压一样,用图1a可以说明。单端的放大是把直流和交流的各种干扰电压和迭加在一起同时输入到放大器输入端子。通常,我们称这些干扰为串模干扰、正态干扰或横向干扰等。放大器很难把干扰从中分开,这些干扰往往幅度很大,远大于毫伏级或微伏级的流量。于是,这些干扰就造成了放大的失真,使得放大器饱和、堵塞,以至于不能工作。现代电磁流量计的流量都是以差动形式由传感器传输到转换放大器的。如同其它差动电压测量,拾取电磁流量的两个电极都不直接接转换放大器的“地”,而是把“零电阻”的流体介质接到转换放大器的“地”端子上。图1b所示是这种差动流量的等效电路。进入差动放大器两端子的对“地”端子是幅度大小相等、极性相反,差动放大器放大的是两电极端子的差值。因此,对流量而言,差动放大器呈放大状态。然而,对幅度大小相等、极性相同的共模干扰,进入差动放大器差值几乎为零,输出也就几乎为零。差动放大器对共模干扰呈衰减状态。尽管由于接地回路的地电流、极化电压、励磁电源与电极间的静电耦合等原因,在差动流量中含有共模干扰时,只要电压放大器的参数对称,除非共模干扰能够转化为一定的串模干扰,这些干扰是不会影响放大的。事实上,随着集成运放电路制造技术的发展,器件的共模抑制比越来越高,如果再采用电源浮动电路等措施,共模抑制比会更高,测量的精度也就越来越高。导电流体介质作为的基准点能够把流量分成差分的差动状态,并且一再强调测量流体必需可靠地接转换放大器的接地端子。这是因为差动的基准点的变动会使原本电压幅度大小相等、极性相同的共模干扰,变成幅度不等的差模干扰电压,也就是转化为串模干扰。如前面所述,这时的差动放大器对于抑制串模干扰也就无能为力了。2可靠的基准与正确接地这里再次强调,把被测量的液体导电介质视为零电阻,然后作为差动流量的基准点。理论上讲,基准点值越小越好,越小其电阻值越接近于零,差动幅值分的就越相等。这就是说,被测导电流体应是在大面积的容器内,或者处在长管线的管道中。在文献[1]中已作分析,流体的体电阻Rt可由电阻率公式求得:这里,导体长度是测量管道的内径D,导体材料电阻率是电导率σ的倒数,管道长度记作l。一般来说,液体输送管道都与大地相连。这种假设流体的体电阻为零的要求,比较容易做到。但在一些模拟试验时,利用一桶水、一盆水,不一定能满足这一要求。有了导电液体作为的基准,还必须用正确方法把这一基准引到差动接线端子的中点。实际应用中,采用以下几种方法将测量流体介质作为电磁流量计的基准点引出:①流量传感器安装在前后是金属管道的管道中,这时导电流体可以通过流量传感器前后的金属管道与之电连接,然后用导线把前后管道与传感器的接地端子电连接起来。有时候,这种情况不一定完全能使传感器与前后管道电连接良好,因为传感器的绝缘衬里及绝缘垫圈有可能仍然电隔离了传感器与前后管道,这时需要用金属导线将前后管道与传感器连接起来。②在传感器前后管道是非金属或者金属管道内壁衬有绝缘衬里的情况下,应用传感器前后法兰连有金属接地环的流量计。导电流体依靠金属接地环(比较确切地应称作接液环)与之连接。然后,用接地环与传感器地相连接,对于被测流体电导率比较低的情况,由于液体的体电阻比较大,这时可以采用导电金属短管代替接地环。③有些情况,譬如强腐蚀液体的测量,为了节约昂贵的金属材料,可以用接地(接液)电极的方法来连接基准到传感器接地点。因为,这种方式往往测量腐蚀液体的电导率比较高,液体的体电阻非常小,所以用一个点电极来连接就行了。当然,在实际应用中,除了流体作为基准接地外,还要注意到前后管道是金属管道情况,前后管道应当与传感器的电连接良好。这是因为金属管道中往往有地电流、杂散电流、三相不平衡电流,这些电流会在与传感器测量管没有良好电连接的两端管道中形成大的电压降,构成了大的共模电压,然后通过接地电阻加到电极上影响测量。还要注意到,前后金属管道为防腐蚀的目的或电解废水测量时,可能通有阴极保护电流和大的直流电流在管道中流过,这时前后应用低电阻的大面积铜板把前后金属管道连接起来,使大电流由铜板旁路流过,在传感器测量管上不形成大的压降。至于接地电阻,只要将传感器、前后金属管道、接地环按一点接地法的原则接大地,接地电阻大小要求并不严格。一般情况下,接地电阻在100Ω以下就可以,有要求应小于10Ω。3直流噪声3.1流体中的极化电压我们知道,电极埋在电解质的液体中将发生正负离子的定向,在电极与流体介质间会形成一定的电场。这就是平常所说的极化现象。这个现象可以通过一个实验观察。当用毫伏电压表(数字式万用表的电压档)的试笔插入一杯水中,电压表能读出电压值。这是因为电压表试笔的材质有差别,试笔上形成的极化电位不同,因而形成了电位差。电极与接地环(金属管道、接地电极)材质不同,形成的极化电压大小和方向将不同。极化电压是漂移的直流电压。图2所示测量电极、金属管道(或者接地环、接地电极)对流体(视为0Ω的电阻)的电压分别为e1,e2和e3。可以看出,e3是共模电压,它们分别与差动的流量e1和e2迭加,进入转换器的差动放大器。过大的极化电压(例如下面我们分析的情况可能高达几百mV)直接进入差动放大器往往把放大器阻塞,流量不能放大。即使能放大,由于迭加的共模电压是漂移变动的,因此流量的输出摆动也很大。这样说来,如何降低极化电压非常重要。任何金属浸入一种电解溶液时,其带电的正离子趋向于溶解而金属本身则保持负电荷,这就形成了一定电位的电极。这种电极在介质中形成一个电位差,产生电流,使电极继续溶解,即继续腐蚀。这就是电化学的过程。形成的电极的电位可用能斯脱方程表示[2]:式中:n为该金属的化合价;T为温度;R为理想气体的摩尔常数,8.31焦耳/摩尔·K;F为法拉第常数;C为金属离子浓度的常数;c为溶液中金属离子的活度。对于所研究的离子标准溶液的电位称为标准电位,用E0表示,于是得到金属在25℃时电极电位为文献[2]列出了相对于标准氢电极的标准电位(见表1)。按金属材料学[3],在一种金属中加入一其它合金材料,能提高基体的电极电位。譬如在铁素体中溶解11.7%的铬时,其电极电位将由-0.56V跃升为+0.20V。加入大量的铬或铬镍合金使钢能形成单相的奥氏体组织,以免形成微电池,降低直流极化电压,从而显著提高耐腐蚀性。3.2直流噪声的降低按上面介绍金属材料的极化电位,并与图2结合起来可以看出,当在同一种电解质流体中接触两种不同材质的金属,它们极化电位的方向和大小不同。两个金属电极间的电压大小和极性随极化电位的方向和大小而变。譬如,测量电极的材料是含铬镍的不锈钢,它们对测量流体介质的电位是+0.2V;接液的前后管道是碳钢,对测量流体介质的电位是-0.58V。那么,由图2可以计算,测量电极对接液管道的电压是+0.78V。如果不使用前后金属管道作为基准点连接方式,而使用接地环,接地环的材料也使用与测量电极相同的含铬镍的不锈钢,这时测量电极对基准点的电压会变成0V。也就是说,降低了直流共模干扰。相反,如果电极材料越贵重,譬如是钽或铂,金属接液部件的材料是碳钢或不锈钢,测量电极上的直流噪声也很大。在测量盐酸、硫酸等腐蚀性很强的介质时,尽管测量电极是钽或铂能够耐强酸腐蚀;但金属接液部件的材质是碳钢、不锈钢,耐不了强酸的腐蚀,直流噪声也增大,会发生输出的大幅度摆动。所以,在重视测量电极不被腐蚀的同时,必须注意基准的接液环的材质耐腐蚀。从式(2)可以看到,极化电位受温度影响(式中,T是温度)。这说明直流噪声与温度有关,是个漂移量。它的存在将使流量计发生漂移和摆动。因此,除了降低极化电压外,转换器必须能够有电容进行直流噪声隔离,免于进入放大器被放大。直流噪声对电磁流量计的基准的稳定性十分重要。直流噪声的成因不限于接液部件金属极化电压(材料腐蚀),它还包含地磁感应电压、温差电势、接触电势以及电极污染等诸多方面的原因。标尺变换技术
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●仪表安装位置尽量远离强电磁场,强震动干扰源。附近不应有电焊施工，或高频电网干扰。避免安装在电机，变压器等强电设备附近，以免引起电气干扰。
●如果测量管道有振动，则在仪表两边应有固定的支座。
■使用注意事项
■流量计安装后，一般经以下步骤可正式使用。
■安装检查：检查管线安装是否正确，各连线是否正确可靠，特别是接地线。
■通电预热：通电后，预热20分钟，仪表一般就能正常测量。
■零点跟踪：为保证精度，需要进行零点跟踪。电磁流量计的测量管充满液体并确定液体静止后，就可以进行零点校准，然后保存（确认）。根据现场具体情况来定。
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可用于单双声道或双通道结构中，可选择IP67/63(NEMA6/3R)防水型或IP40(NEMA12)防护型。
电池供电便于现场应用：便于移动仪表-在测量、监控和临时安装时可节约时间
模式可用于户外并可安装在不会被雨水淋到的地方
防水模式的坚固外壳使它能够经受住恶劣的环境，不会像其他仪表那样受到损坏
功能多-在工作条件改变时，不需要更换仪表
易于安装；不需切割管道或停止流量
维护费用低；外部传感器不需要定期清洁
可选择单或双声道模式，降低了整体成本
调零通道自动设置零点，无需中断流量，即便在小流量时也可降低零点漂移
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具体咨询什么流量计呢？德国FLEXIM超声波流量计采用了先进的DSP技术，采用了双UP高速处理器，将采样频率提高到70ms，可以用于测量极短时间段内的流体流量变化。具体可以了解一下
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流量计作为建恒公司仪表*主要部分,其在水利水电、石油化工、炼油、楼宇节能和造纸、电力热电、食品与饮料、制药和其它工业的同行流量领域中居于地位。建恒中国成立于1993年，流量仪表已获CE认证,37项测量技术，其中含国外2项欧盟国家通用，探头材料符合RoHS环保要求。作为以提供海外流量分析仪表及现场计量解决方案的建恒公司，在中国十几年的应用实例中非常感谢能与各合作伙伴、使用单位、设计院校多年来在诚信友善，互利共赢前提下建立长期的合作往来,共同为流量监测提供服务支持，建恒公司也一直秉承以提供真正的工厂优化，使客户提高竞争力，获得财务收益为主向。建恒的咨询、工程和优化服务会使您的工厂提高效率，利润化。无论是在油、水、酸、碱、化学制品、食物和饮料、药品、冷热能耗方面，还是纸和纸浆行业，建恒中国公司现场管理都能作为一个方案提供商助您一臂之力，使我们有效地优化您的过程。为了能更好的推广及合作，针对特定的工业行业建恒将全力协助市场宣传活动、项目保护、提供优质的产品和技术、咨询、仪表管理和维护服务，从而为用户带来更大的利益。
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三、无线技术流量计也正在逐步被用户所接受，恶劣环境中的流体测量对无线技术来说是一个很好的应用空间。不过，用户完全接受并普及无线技术流量计还需要一定的时间。
DOF6000-W多普勒明渠流量计是由DOF6526传感器和DOF6000积算仪组成，专为明渠和非满管流量测量而设计。它采用超声波多普勒原理测量流体流速，通过压力传感器测量水位深度，从而测量并监测流量。由于其紧凑，坚固，低成本的特性，近几年来在污水和工业废水、溪流、饮用水甚至海水的测量等方面得到了广泛的应用。特点：1.可同时测量正向和反向流量和速度,温度和液位。2.可编程计算任何形状的明渠和非满管管道。3.4～20mA、RS485/MODBUS接口输出方式，可选配GPRS，可配置SD卡海量存储。应用：广泛应用于下水道，雨水，废水处理厂，小溪和河流及城市排水系统，灌溉用水，工业废水，供排水系统的流量测量和监测，还可应用于江河和潮汐的研究等领域。
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