超聲波流量計(jì)在水行業(yè)上的應(yīng)用概況:
測量流體流量的儀表統(tǒng)稱為流量計(jì)。流量計(jì)是工業(yè)測量中重要的儀表之一。超聲波流量計(jì)是通過檢測流體流動對超聲束(或超聲脈沖)的作用以測量流量的儀表。因儀表流通通道未設(shè)置任何阻礙件,均屬無阻礙流量計(jì),是適于解決流量測量困難問題的一類流量計(jì),特別在大口徑流量測量方面有較突出的優(yōu)點(diǎn),近年來它是發(fā)展迅速的一類流量計(jì)之一??蓮V泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電力、給排水等領(lǐng)域。
隨著人類社會的進(jìn)步,人類生活、生產(chǎn)活動均需要消耗大量的水資源。但是,地球上的水資源是有限的。特別象我國這樣的貧水國家,越來越感到水資源的不足。甚至已經(jīng)影響到人民的生活和生產(chǎn)作業(yè)活動。因此,使用流量計(jì),可以有效地改變了過去產(chǎn)水計(jì)量粗放管理的狀態(tài),為節(jié)能降耗提供了更加準(zhǔn)確的數(shù)字依據(jù),加強(qiáng)水源的管理。
超聲波流量計(jì)及其應(yīng)用概況
兩類超聲波流量計(jì)
目前應(yīng)用于工業(yè)測量的超聲波流量計(jì)主要有兩類,即多譜勒式超聲波流量計(jì)和時差式超聲波流量計(jì)。它們都采用了現(xiàn)代高精技術(shù)來處理超聲波信號,都應(yīng)用了超聲波的相關(guān)聲學(xué)特性,但其工作原理及應(yīng)用場合等方面仍有很大不同。
2兩類超聲波流量計(jì)測量原理
為了正確選型和合理使用超聲波流量計(jì),并且對實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析、總結(jié)和解決,需要了解兩類流量計(jì)的工作原理。
行分析、總結(jié)和解決,需要了解兩類儀表的工作原理。
(1)多譜勒超聲波流量計(jì)
兩個探頭對稱地裝在待測流體管路兩側(cè)。發(fā)射探頭發(fā)射頻率為F1的超聲波信號,經(jīng)過管道內(nèi)液體中的懸浮顆?;驓馀莺?,頻率發(fā)生偏移,以F2的頻率反射到接收探頭,這就是多譜勒效應(yīng),F(xiàn)2與F1之差即為多譜勒頻移FD。設(shè)流體流速為V,超聲波聲速為C,多譜勒頻移FD正比于流體流速V:即:FD=F2-F1=×V所以流體流速:V=×FD當(dāng)管道條件、探頭安裝位置、發(fā)射頻率、聲速確定以后,C、F1、θ 即為常數(shù),流體流速和多譜勒頻移成正比,通過測量頻移就可得到流體流速,進(jìn)而
求得流體流量。
(2)時差式超聲波流量計(jì)
時差式超聲波流量計(jì)的兩個探頭裝在待測流體管道的上游和下游,對于小口徑管道,裝在
管道一側(cè),為V方式,對于大口徑管道(直徑大于100mm)則裝在兩側(cè),為Z方式。兩個探頭(即換能器)都可以發(fā)射和接收超聲波信號。由于液體流速的作用,從
上游側(cè)探頭發(fā)向下游的聲速將增加;反之減小。兩者傳播的時間差直接與流體流
速成正比,通過對時間差的檢測即可計(jì)算出液壓體流速,進(jìn)而求得流量。
( 3)超聲波流量計(jì)在水處理行業(yè)應(yīng)用概況
目前,對上述兩類超聲波流量計(jì)都有現(xiàn)場使用。根據(jù)實(shí)際情況,氧化鋁生產(chǎn)工藝中,料漿、精液、洗液等適合使用多譜勒式超聲波流量計(jì),如拜爾法工藝上溶出洗液的測量就使用了該儀表,而對清水的測量則適合使用時差式超聲波流量計(jì)。從使用效果看,前者運(yùn)行不太穩(wěn)定,效果不太理想,而后者則已達(dá)到了令人滿意的結(jié)果。
根據(jù)我們分析,一方面,使用多譜勒式超產(chǎn)波流量計(jì)所測管道的介質(zhì)多為粘稠、高溫等流體,特性各不相同,而且長期流動導(dǎo)致管壁結(jié)垢,影響超聲波的正常穿透和傳播;另一方面,從已掌握的資料看,時差技術(shù)比多譜勒技術(shù)更成熟、更可靠。
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