在冶金企业计量水表中应用的超声波流量计

　　大连海峰出产的超声流量计在冶金企业计量水表中的应用
 

　　冶炼企业是接连的综合出产，既是耗能大户，又是耗水大户。水资源作为地球的一种特别资源，尤其是淡水更是频临稀缺，地下水吨水成本每年都在大幅度添加。节水已不仅仅一个企业的经济问题，而是一个联系到企业持续发展、民生调和的重大社会问题。
 

　　计量学是衡量企业节水作用的技术支持，计量学在企业合理控制用水方面具有不可替代的表征和指导作用。计量技术支持是实现企业信息化办理的根底和前提。
 

　　原多选用机械式水表的企业在计量水表时，存在以下缺点：⑴精度低，正负偏差大；⑵简单损坏；⑶校验或校准不方便；⑷接表管路缩径引起的水压损失；⑸不能显现实时流量；⑹计量数据不能通过网络长途传输，难以适应企业信息化的需求。通过对工业液流外表的材料审查和实物比照，结合企业信息化建造的需求，大多数转而选用超声波流量计进行计量。据悉，莱钢、济钢等大型冶金企业集团计量处已逐渐在总公司和炼钢厂、炼钢厂、各轧钢厂、电厂之间选用超声波流量计计量水，并尝试使用便携式计量水表。
 

　　大连海峰超声流量计的根本丈量原理。
 

　　超声流量计是无接触式的流量计。其原理是：超声波在流体中传达时，其速度受流体流速的影响，通过对超声波在流体中传达速度的丈量，就可以探测到流体的流速，从而将流量转换为实践流量。
 

　　例如，使用zui广泛选用的时差法丈量超声流量计，当超声在流体中传达时，顺流方向超声的传达速度会添加，逆流方向超声的传达速度会降低，即相同传达间隔下有不同的传达时刻，再使用传达速度之差和被测流体的流速之间的联系，求出活动速度的改变来换算流量。也便是说，当超声波束在管道中水介质活动方向上的上游传感器和下流传感器之间传达时，超声波束的传达时刻相对于静态传达发生了很小的改变，并且这种传达时刻的改变与水流的速度成正比，这便是时差式超声流量计丈量原理。
 

　　它的联系的理论公式是：V=MD/sin2θ×△T/TupTdown。
 

　　这些M表明超声波束在水中的直线传达次数。
 

　　是超声波束与水的活动方向上的夹角。
 

　　为超声波束在正向上(从上游传感器到下流传感器)的传达时刻(Tup)
 

　　tdown—表明超声波束从反向方向上传(从下传到上传)的时刻。
 

　　△T=Tup-Tdown
 

　　超声波流量计的性能指标。
 

　　超声流量计是以微处理器为根底，多选用集成电路和低电压宽脉冲发射技术设计的。从丈量技术上讲，可添加0.1ns的超高分辨率丈量线，以获得更高的分辨率和更大的丈量规模。特别适用于液体介质特别是水的丈量。它的明显特点是：精度等级±1.0%，可在不停机状态下进行带压装置，主机可装置在值控室中，还可输出电流、脉冲等规范信号，并可使用RS232接口或RS485接口通信进行计量数据长途传输。此外，本实用新型还具有牢靠性高，功耗低，抗力强，装置和维护方便等长处。
 

　　超声波流量计的构造及装置。
 

　　一、超声波流量计的研发。
 

　　通常，超声流量计可以分现场传感器(即探头)、传输电缆、显现器三大部分。它的传感器有外夹式、插接式、法蓝式(即管段式)，显现主机分为固定式和便携式，便携式主机可配有外夹式传感器，方便地将超声波流量计固定在线运转(现场校准)，装置方便(约10分钟)。
 

　　超声波流量计测点的确定；
 

　　超声流量计首先要挑选适宜的丈量点，然后将丈量点的管路参数输入流量计，zui后将传感器(即探头)装置到管路上。
 

　　a对丈量点的一般要求。
 

　　超声流量计的测点要求在必定长度的直管段，即挑选水流分布均匀的直管段，以减少丈量误差。
 

　　㈡丈量点挑选原则。
 

　　(a)丈量点宜挑选间隔上游(水流方向)10倍管径长度、间隔下流(水流方向)5倍管径长度的均匀直管段(即，上、下流阀门位于管道长度以外，或管道拐点位于管道长度以外)。
 

　　直管段材质应均匀无疤痕，有裂缝，便于超声传输。
 

　　直管段内壁应无水垢(如有细微水垢可用蒸汽或高压水进行清洗)。
 

　　(d)直管段(不论笔直或水平管段)应注满水。
 

　　超声波流量计式传感器的研发。
 

　　超声流量计传感器装置质量的好坏，直接联系到水流丈量的准确性、牢靠性和工作牢靠性。
 

　　⑴超声流量计(探头)的分类。
 

　　常见的超声波流量计传感器有以下三种类型：
 

　　外夹传感器——装置时需求将管子外壁的装置方位打磨光滑，然后用耦合剂将传感器(探针)贴在管子外壁，然后用夹具将其固定住。这种办法可以方便地在管路外部进行水量的丈量，也适用于便携式丈量。其不利之处是很简单因为耦合剂处理不妥导致信号接纳状态恶劣，影响丈量的安稳性。
 

　　插管传感器——装置时，将传感器(探头)插入管路中，并使用钻具在不间断出产状态下工作。其长处是可实现在管内壁结垢或水中带气情况下的安稳牢靠丈量。
 

　　管段传感器——装置时需切开选定的直管段，选用法蓝衔接。该产品已通过特别的出厂标定，长处是传感器可不停机修理，丈量精度高。
 

　　㈡装置超声波流量计(探头)。
 

　　超声流量计(探头)装置方位一般选用两个探头，一个是管轴线在输水管道水平方向上，另一个是与管轴线水平方向成45度夹角。
 

　　超声流量计(探头)选用Z,V,N,W三种装置方法。这两种办法都适用于直径小于50mm的输水管道，但因为其使用困难，性价比较低，在实践应用中不多见。常见的办法有两种：
 

　　装置方法为“V型”。
 

　　v型装置是一种规范的装置方法，可丈量的管道直径规模在25mm—400mm之间。在装置传感器(探头)时，应留意上下两个传感器(探头)的水平对齐，使其中心连线与管道轴线水平对齐。(图解见阐明)
 

　　"Z"型装置方法。
 

　　一般适用于输水管道粗大或水介质不洁或管道内壁有水垢等导致“V”型装置信号失真的情况。一般情况下，超越300mm管径的水管选用Z型装置较为适宜，而Z型装置可测管径规模一般在100mm—600mm之间。在装置传感器(探头)时，应留意上下两个传感器(探头)在同一平面内，上游(探头)在低处，上游(探头)在高处。(图解见阐明)
 

　　③装置超声波流量计传感器探头查看。
 

　　首要查看传感器(即探头)装置方位是否适宜。
 

　　与水管外壁结合的部位是否平整严密。
 

　　通过主机检测信号的强度和信号的质量，调查传感器能否接纳到超声波信号，使主机正常工作。
 

　　超声波流量计的调校；
 

　　①根据流量计的要求，输入管道参数并作记载。
 

　　㈡调整上下流传感器(即探头)的装置方位、距离、管路衔接度，使从上游和下流接纳到的信号强度到达zui强(信号强度越大，丈量值越安稳，可信度越高，可长时间牢靠运转)。