超声波流量计国产

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(超声波流量计 国产)

20世纪70年代，超声波流量计的使用范围还仅局限于测量液体。随着电子技术和数据处理能力的飞速发展，可以实现各种补偿和运算，可自动修正流场分布变化造成的误差。超声波流量计以其非接触式、测量范围大、无运动部件、精度高等无可比拟的独到优势，逐渐成为流量检测领域的一个新亮点。虽然超声波流量计目前还有不足之处，但是科技的进步赋予了超声波流量计以综合性优势的更为广阔的发展空间。该文主要分析超声波流量计的应用与误差，以供参考。
在现代社会工业生产快速发展的推动下，流量测量的应用领域日益扩大，已经成为生活中的重要部分。流量的测量方法有多种，超声波流量计以其具有非接触式测量的特征已经被广泛认可和应用。目前，在国内外对超声波流量计的研究已经取得了很大的进展，通过超声波在流体中的传播速度来测量流体的流速来计算流量，一直得到了研究者们的关注。尤其是计算机的使用，使数据处理更为方便、准确，并且具备了自检功能，这样能够自动修正流场分布变化导致的误差。
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1..引言引言研究利用超声波测量流体流量已经有数十年的历史了。1928年，法国人0.Rutten研制成功了世界上第一台超声流量计。但为了使超声波流量计有一定的精度，时差法超声波流量计要求对时间的测量至少有10mS，这在当时是很难做到的。1955年，应用声循环法的MAXSON流量计在美国研制成功，用于航空燃料油流量的测量。50年代末期，超声波流量计由理论研究阶段进入工业应用时期。但由于电子线路太复杂而未占有牢固的地位[1]。进入20世纪的70年代以后，由于集成电路技术的飞速发展，高精度的时间测量成为一件轻而易举的事，再加上高性能、工作非常稳定的锁相技术PLL的出现与应用，使得超声波流量计的可靠性得到了初步的保证，同时为了消除声速变化对测量精度的影响，出现了频差法超声流量计。锁相频差法测量周期短，响应速度快，而且几乎完全消除了声速对测量精度的影响，因而这种方法成为测量大管径大流量超声流量计的主要方案，缺点是测量小管径小流量时精度得不到保证。同一时期，前苏联科技工作者对管道内流体的流速分布规律作了大量深入细致的研究，指出管道内流体流动存在两种状态层流状态和紊流状态，并给出了层流状态下的理论计算公式，为超声波流量计进一步提高测量精度打下了坚实的理论基础。至此，超声波流量计的研究和应用才蓬勃发展起来，超声流量计的种类也越来越多，相继出现了波束偏移法、多普勒法、相关法及噪声法等。其中波束偏移法是利用超声波在流体中传播时因流体流动产生的波束的偏移量的大小来测量流量，这种方法灵敏度低，只能用来测量大管径大流量;多普勒法利用不纯净流体中散射体的多普勒频移来测量流量，特别适用于不纯净流体的流量测量；相关法利用相关技术来测量流量，测量精度高，适用范围广，但相关流量计线路复杂，价格昂贵，一般只在要求较高的场合使用；噪声法则通过检测流体中的噪声来测量流量，这种方法线路简单，价格便宜，但精度低，只能在要求不高的场合使用。到了80年代中后期，单片机技术的应用使超声流量计向高性能、智能化的方向发展。由于使用了单片机作中央处理单元，系统不仅可以进行复杂的数学运算和数据处理、进一步提高了超声波流量计的测量精度，而且还能设计出友好的人机界面，使系统具有参数设置、自动检错排错功能以及其他一些辅助功能，大大方便了用户的操作和使用。单片机在超声流量计中的应用，是超声流量计开始真正进入工业测量领域。2课题研究背景课题研究背景2.1超声波流量计的现状超声波流量计的现状近10年来，基于高速数字信号的处理技术与微处理器技术的进步，基于新型探头材料与工艺的研究，基于声道配置及流动力学的研究，超声流量测量技术取得了长足的进步，显示了它强劲的技术优势，形成了迅猛发展的势头，其潜在的巨大的生命力是显而易见的。超声流量测量技术的基本原理是利用超声波在流.体中传播时所载流体的流速信息来测量流体流量的。超声波流量计一般.由超声波换能器、电子线路及流量显示和累积系统三部分组成。超声波换能器将电能转换为超声波能量，将其发射并穿过被测流体，接收换能器接收到超声波信号，经电子线路放大并转换为代表流量的电信号，供显示和积算，这样就实现了流量的检测显示。在国外，以美国Controlotron公司和Ploysonics公司为代表的产品较多的采用数字信号处理技术，如“同步调制”和FFT技术，他们广泛的采用以DSP为核心的数字处理电路，从而能够更快实时的处理超声信号，同时能够实现一些复杂的算法，如Ploysonics公司的DDF3088型是该公司的新一代全数字化便携式多普勒流量计，它采用了数字滤波和数字频谱分析技术，能自动识别多普勒信号与噪声信号，抗干扰能力强，采用了高分别率的液晶显示，可以现场对信号进行多普勒分析。在测量方法方面有的利用改进的时差法，用以消除速度受温度的影响，还有将时差法与多普勒法的组合，如Controlotron公司研制的480型超声流量计，这样使得产品的实用范围更广。但由于国外的产品的价格比较高（每台约为5～10万元左右），所以限制了在国内的大量使用[2]。目前国内的厂家生产的超声波流量计虽然价格比较便宜，但总体性能差，主要用于测量比较容易的大管径管道中流体的测量。他们多采用的方法是时差法，以单片机为系统核心进行信号处理。但由于受单片机速度的限制，所以只能进行一些比较简单的算法，如通过计数来实现流速的计算。同时由于一般的时差法受温度的影响比较大，所以在精度上面就不会很高。如南京亚楠公司生产的ZLC系列流量计是国内率先采用多脉冲发射和接收宽带技术，并带有微机控制的新型超声波时差式流
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可对其他流量测量设备进行检验-内置数据记录仪和电流输入
自动数据恢复功能
特征和规格:
测量原理超声波
主要特点便携体积流量计测量液体的流量;外夹式传感器
特点集成的USB数据记录
直径DN15...65
-1/2"...21/2"(-40...+100°Cor-40...+150°C)
DN50...300
-2"...12"-40...+80°Cor0...+170°C)
DN100...4000
-4"...160"(-40...+80°C)
测量误差+/-2.0%
量程0....452'389m3/h
压力范围没有限制
过程温度DN15...65
-40...+150°C
(-40...+302°F)
DN50...300
-40...+170°C
(-40...+338°F)
DN100...4000
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电磁流量计的品牌众多，一般其精度等级与价格有成正比的倾向，超声波流量计也分为多个等级的品牌，其对应的精度和可靠性，也相差很大。所以在仪器仪表的选择过程中，要以自己的实际需求为依据。
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至于超声波流量计和电磁流量计，两者各有千秋，超声的精度相比电磁流量计精度稍差，但其安装方便、单声道的成本较低，但如果是大口径往往单通道无法满足精度要求，而多声道又太贵。同时超声对于介质的清洁度要求也比较高，如果杂质太多，测量精度则无法保证，如果管壁结垢，则更为烦恼，直接就没有流量了。
电磁流量计相对稳定，但大口径产品价格较高。测量精度比较小，小口径可以做到0.2和0.3，大口径做到0.5级。
电磁和超声两款流量计在水务行业应用都比较多，从成本和安装便捷上来言，可以选用超声，从计量精度来说，选电磁比较合适。两款流量计多用于区域管网或总管网使用。
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