适合于封闭管道污水流量测量的超声波流量计

1、前言
目前用于污水管道流量计计量的仪表主要有电磁流量计(Electro-magnetic Flowmeter)和超声波流量计(Ultrascric Flowmeter，以下简称USF)，其中又以USF为大多数，就超声波技术测量测流量而言，有用于封闭管道的，也有用于明渠的，而用于明渠的USF，是由流槽或堰配超声波物(液)位计组成，就检测仪表的类别而言，实质上是超声波液位计，以下就适合于封闭管道污水流量计测量的 USF谈点看法。
2、USF的选用
2.1USF的主要优点
(1)USF是一种非接触式流量计，除具有电磁流量计的优点(无压力损失、不干扰流场、能测量强腐蚀及含杂质的介质)外，还可测量非导电介质的流量，而且不受流体温度、粘度、密度的影响。
(2)通用性好，同一台表可测不同口径的管道内的介质流量。
(3)安装维修方便，在管道的外测进行夹装就可测量管道内液体流量。不需要切断流体，不影响管道内流体的正常流通，安装时不需要阀门、法兰、旁通管等，安装费用低。
(4)特别适用于大口径管道的流量测量，由于没有压力损失，节能效果显著。
2.2USF仪表的选用
根据作用原理超声波流量计可划分为两大类：传播速度差法和多谱勒法，传播速度差法包含相位差法、时间差法和声循环法等，就实用性而言，主要是时间差法和多谱勒法。
2.2.1时差式流量计
其原理为如取静止流体中的声速为C，流体流动的速度为V，当声波的传播方向与流体的流动方向一致(顺流方向)时，其传播速度为C+V；而当声波的传播方向与流体流动方向相反(逆流方向)时，其传播速度为C-V。时差式流量计便是通过安装在上、下游的发射器分别发出的二个声波(顺、逆流)，计算出在不同流向闭的传播时差，最后便可测出流体的平均流速。
2.2.2多谱勒流量计
2.2.2.1原理
多谱勒流量计通过过一个探头，向管内连续发射固定频率的超声波，当超声波遇到随液体流动的颗粒或气泡时，其反射波频率会产生与流速成正比的偏移(Doppler效应)，另 一个探头接收反射渡信号，微处理器经过频谱分析后，就可以得到管内流体的流量数据。如果流体介质中无固体物或气泡等，则不会形成多谱勒现象，所以这种流量计特别适合于测量污水、原油、重油等介质。
2.2.2.2选用
多谱勒流量计的测量精度一般为±2％，高的可以达到±10％，流速测量范围一般在0.02～10m/s，线性度为量程的±
0.5％从表面的技术指标看，这种流量计不如时差式流量计，但在用来测量高含量气泡或高含量固体的液体时，其精度、稳定性、可靠性要优于时差式流量计。
目前，多谱勒流量计的主要性能有：
(1)由于采用计算机技术和先进的数字信号处理技术，使流量计从模拟处理进人了全数字化处理时代；
(2)可测的介质种类多，适合测量各种器材及古有各种内村的管道；
(3)采用数字滤波和数字频谱分析，能自动识剐多谱勒信号和噪音，增强了多谱勒信号接收灵敏度和检测能力，测量精度提高，抗干扰能力强；
(4)采用工作于更高能量水平上的大型发射晶体，流量计能使声波更有效地穿过管壁材质，从而产生更强、更准确的回波信号，提高仪表的精度、稳定性和可靠性；
(5)采用同步调制和快速付里叶变换技术测量和分析多谱勒信号，使流量计可测的流速可低至0.02m/s(以往的多谱勒流量计在赢速低于0.15m/s时就无法使用)；
(6)二次仪表功能增强，不仅可显示多项工艺所需的参数，还有可编程继电器可用作泵或阀门的控制，节省了投资。
2.3可用于污水管道流量计测量的USF
目前国外USF的制造厂家有60印家以上，主要集中在英、美、日、德等国.已有许多国外公司的产品进人我国市场，我国USF的起步较晚，70年代才有一些大学和研究所研箭开发，现在全国大约有十几家USF的制造厂家，年产量估计在5000～7000台，就产品的质量来看，国产的USF与国外产品还存在一些差距，下表给出了在国内一些用户中用于测量污水管道流量计且效果较好的产品型号及其部分主要技术指标，需要特别说明的是，时差式流量计虽然可用于测量污水管道流量计，但其使用效果不如多谱勒流量计好。

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