华禹TDS-100H超声波流量计
概述
手持式超声波流量计采用外夹式传感测量液体流量。安装过程极为简单，全中文的人机界面，更易于操作。特别适合流量平衡测试及流量监测：饮用水、河水、海水、冷却水、热水、工业污水、润滑油、柴油、燃油、化工液体等。
简要说明
●内置数据记录器，可记录日期、累积流量、信号状态、工作时间等；
● 4行汉字同屏显示瞬时流量、流速、累积流量、信号状态等；
●标准数据接口RS232用于联网检测或导出记录数据；
● OTC输出正、负、静累积脉冲信号和频率信号（1-19999KHZ可选）
特点
●非接触式测量方式、体积小、重量轻、携带方便。
●传感器的安装简单容易，使用于测量各种大小管道导声介质。
●测量过程不需要破坏管道，不需停产，传感器不与被测介质接触，无压损。
●适合测量金属管道、塑料管道及其它透声材料的管道。
●内置可充电电池，可连续工作时间12小时以上。
●智能型现场打印功能，保证流量数据的完整。
单/双通道
便于携带，移动测量
适合于科学研究
适合于计量标定
.测厚功能
技术参数
测量精度优于1.0%
显示4行汉字同屏显示瞬时流量、流速、累积流量、信号状态信号输出非隔离RS232/1路隔离OCT输出
工作温度普通型-20～70度，高温型-20～160度
工作电源内置镍氢充电电供供电，220VAC
安装方式外缚式安装，DN15～DN6000
技术参数如下：
测量
测量原理:时差相关原理
流速: 0.01~25 m/s
分辨率: 0.025 cm/s
重复性: 0.15%读数，视应用而定
精度:(流场充分发展且径向对称)
体积流量: ± 1%读数，视应用而定
± 0.5%读数，经过标定
流速: ± 0.5%读数，视应用而定
可测介质: 所有导声流体, 且气泡或固体颗粒的体积含量<10% 主机外壳
重量: ~ 1.9kg
防护等级: IP65 (根据EN60529)
材质:铝合金，粉末涂层
尺寸: (226 x 213 x 59)mm (WxHx D)
通道: 2
危险区: Zone 2
电源: 充电电池(6V/4Ah); 外接电源(100 ~ 240)VAC
电池工作时间: >14h
显示: 2 x 16 字符, 点阵, 带背光
工作温度: -10 ~ 60℃
功耗: < 6W
信号平均: (0 ~ 100)s, 可调
测量速率: (100 ~ 1000)Hz (1通道)
响应时间: 1s (1通道), 70ms可选.
测量功能
测量量: 体积/ 质量流量, 流速, 能量流量(需温度输入) 累积量: 体积, 质量,能量(可选)
计算功能: 平均值, 差值, 总和
可记录的参数: 所有测量量及累积量
容量: >100000条测量量
通讯接口: RS232, RS485(可选)
可通讯的参数: 实测值, 记录值, 参数记录
软件: FluxData(可选）
功能: 下载测量值/记录, 图形显示, 格式转换
操作系统:WindowsTM
过程输出(可选)
输出与主设备电隔离
各类超声波流量计说明书 超声波流量计种类有很多，有便携式，手持式，一体式，分体式等，以下是几种超声波流量计的具体技术参数说明。 便携式超声波流量计： 一、概述: TCS-600P型便携式超声波流量计采用国际上最先进的大规模集成电路和先进的SMD贴装焊接工艺生产而成。精确度高、重复性好，内置一体式智能打印机可实时、定时打印;具有全中文显示、功能强大、一致性好、操作简单、携带方便、电池工作时间长等特点。适用于各种工业现场的在线标定和巡检测量。 二、基本技术参数: ※测量精度：优于1% ※重复性：优于0.2% ※测量周期：500ms(每秒2次，每个周期采取128组数据) ※电池：内置镍镉充电电池可以连续工作24小时 ※安装方式:外敷安装，操作简单、方便 ※显示：2行汉字同屏显示瞬时流量、累计流量、信号状态 ※信号输出：隔离RS485通信协议、MODBUS协议，兼容国内其它厂家同类产品通讯协议 ※打印输出：内置热敏一体式打印机，实现及时或定时打印 ※其它功能：自诊断，提示当前工作状态是否正常
※采用智能充电方式，直接接入AC 220V，充足后自动停止，显示绿灯三、外型尺寸及标准配置: 手持式超声波流量计： 一、概述: TcS-600B型手持式超声波流量计采用国际上最先进的大规模集成电路和先进的SMD贴装焊接工艺生产而成。精确度高、重复性好，具有全中文显示、功能强大、一致性好、操作简单、携带方便、电池工作时间长等特点。适用于各种工业现场的在线标定和巡检测量。 二、基本技术参数
※测量精度：优于1% ※重复性：优于0.2% ※测量周期：500ms(每秒2次，每个周期采取128组数据) ※电池：内置镍镉充电电池可以连续工作15小时 ※安装方式:外敷安装，操作简单、方便 ※显示：4行汉字同屏显示瞬时流量、累计流量、信号状态 ※其它功能：内置数据记录器可记录时间、累计流量、信号状态、工作时间等 自诊断，提示当前工作状态是否正常 ※信号输出：标准数据口RS232用于联网检测或导出记录数据 ※采用智能充电方式，直接接入AC220V，充足后自动停止，显示绿灯三、外型尺寸及标准配置: 固定式超声波流量计，分体式超声波流量计： 一、概述： TCS-600F型固定分体式超声波流量计利用了低电压、多脉冲发射接收原理，采用双平衡信号差分发射、接收专利技术和硬件参数无关化设计方法;通过选用国际上最新、最先进的大规模集成电路和先进的SMD贴装焊接工艺生产而成。
超声波流量计工作原理及常见问题概述 一、工作原理 1、概述 超声流量计是一个测量仪表，它利用声学原理来测定流过管道的流体的流速。在气体的测量现场主要的检测元件包括一对或几对超声传感器。这些传感器都安装在管壁上，每一组传感器的表面都彼此具有规定的几何关系。 由一个传感器发射的超声脉冲由同一组内另一个传感器接收，反过来也如此。Q.Sonic-3 采用了一个单反射声道的方案，在对面的管壁处声脉冲有一次反射。此方案使声道的总长度增加，从而能改善分辨率（灵敏度）并拓宽流量计的范围度，如图2-1所示。 图2-1 信号反射路径 2 、流速的测量 超声脉冲穿过管道从一个传感器到达另一个传感器，就像一个渡船的船夫在横渡一条河。当气体不流动时，声脉冲以相同的速度（声速，C）在两个方向上传播。如果管道中的气体有一定流速V（该流速不等于零），则顺着流动方向的声脉冲会传输得快些，而逆着流动方向的声脉冲会传输得慢些。这样，顺流传输时间tD 会短些，而逆流传输时间tU会长些。这里所说的长些或短些都是与气体不流动时的传输时间相比而言；这样就有： L tD = ——————— -------------- (2.1) C + V ? cos 和 L tU = ——————— -------------- (2.2) C — V ? cos 式中，L代表两个传感器之间声道的直线长度，可按下式确定L： L D —— = ———— -------------- (2.3) 2 sin ^ 采用电子学手段来测量此传输时间。根据时间倒数的差，可按下式计算流速V ^ L 1 1 V = ————(—————)-------(2.4)
常用流量计的选型与比较 由于商业用户的种类庞杂，不同企业的燃气用量都大小不一，因此需要根据企业的不同的情况合理的选用燃气计量表，以达到准确计量和节约成本的目的。目前计量燃气用户的燃气计量表主要包括涡轮流量计、超声波流量计、腰轮（罗茨）流量计、膜式流量计这4种，下面从这4种计量表各自的特点分析商业用户燃气计量表的选用。一．涡轮流量计 涡轮流量计属于间接式体积流量计，当气体流过管道式，依靠气体的动能推动透平叶轮作旋转运动，其转动速度与管道的流量成正比，是一种速度式流量计。 涡轮流量计由涡轮流量变速器（传感器）、前置放大器、流量显示积算仪组成，并可将数据远传到上位流量计算机。 气体涡轮流量计具有结构紧凑、精度高、重复性好、量程比宽、反应迅速、压力损失小等优点，但轴承耐磨性及其安装要求较高。涡轮流量计始动流量比较大，在一些单一的用气设备如燃气锅炉、燃气空调等大流量用气设备中。涡轮流量计有着量程范围大、计量精度很高、可以计量大流量燃气（可以达到6000m3/h 以上）等优点，国产的涡轮流量计价格也比较合理。但是在使用涡轮流量计的时候必须要求始动流量也要大，当用气设备小流量的使用燃气对其精度有很大的影响。且涡轮流量计必须有足够长度的前后直管段，以及带温压补
偿的体积修正仪。 主要适用于液化石油气及天然气的计量上，因此，大多运用在工矿企业的炉、窑等热负荷相对恒定的用气设备上。 二．超声波流量计 超声波流量计是通过检测流体流动对超声束（或超声脉冲）的作用，测量体积流量的速度式测量仪表，天然气超声波流量计的测量原理是传播时间差法。在测量管内安装一组超声波传感器；同时测量彼此之间的声波到达时间。 由于是全电子式，无机械部分，不受机械磨损、故障影响，产品的可靠性和精度进步很多。体积小、重量轻，重复性好，压损小，不易老化，使用寿命长；智能化，全电子式的结构，可以扩展为预支费表或无线抄表功能。特殊功能是微小流量可测，有管道泄漏感知功能，压力损失为零。 主要特点：1.能实现双向流束的测量； 2.过程参数（压力，温度等）不影响测量结果； 3.无接触测量系统，流量计量过程无压力损失； 4.可精确测量脉动流； 5.重复性好，速度误差≤5mm/s； 6.量程比很宽，qmin/qmax=1/40~1/60； 7.可不考虑整流，只在上游100mm，下游50mm余留安装间隙即可；
目录 1. 概述 (1) §1.1 引言 (1) §1.2 主要特点 (1) §1.3 工作原理 (1) §1.4 装箱单（标准配置） (2) §1.5 正面视图 (3) §1.6 典型用途 (3) §1.7 数据的完整性和内置时钟 (3) §1.8 产品的识别 (4) §1.9 基本技术参数 (4) 2.开始测量 (5) §2.1 内置电池 (5) §2.2 通电 (5) §2.3 键盘 (6) §2.4 窗口操作 (6) §2.5 快速输入管道参数步骤 (7) §2.6 传感器安装位置的选择 (9) §2.7 传感器的安装 (10) §2.7.1 传感器的安装距离 (10) §2.7.2 V方式安装传感器 (10) §2.8.3 Z方式安装传感器 (11) §2.8.4 W方式安装传感器 (11) §2.8.5 N方式安装传感器 (12) §2.8 检查安装 (12) §2.8.1 信号强度 (12) §2.8.2 信号质量（信号良度） (13) §2.8.3 总的传输时间和时差 (13) §2.8.4 传输时间比 (13) 3.菜单窗口详解 (14) §3.1 菜单窗口简介 (14) §3.2 菜单窗口详解 (15) 4.怎样使用 (20) §4.1 怎样判断流量计是否工作正常 (20) §4.2 怎样判断管道内的液体流动方向 (20) §4.3 怎样改变系统的测量单位制 (20) §4.4 怎样选择流量单位 (20) §4.5 怎样选择累积器倍乘因子 (20)
§4.6 怎样打开和关闭累积器 (21) §4.7 怎样实现流量累积器清零 (21) §4.8 怎样恢复出厂设置 (21) §4.9 怎样使用阻尼器稳定流量显示 (21) §4.10怎样使用零点切除避免无效累积 (21) §4.11怎样静态校准零点 (21) §4.12怎样修改仪表系数（标尺因子）标定校准 (22) §4.13怎样使用密码保护 (22) §4.14怎样使用内置数据记录器 (22) §4.15怎样使用频率输出功能 (22) §4.16怎样设置累积脉冲输出 (23) §4.17怎样产生输出报警信号 (23) §4.18怎样使用蜂鸣器 (24) §4.19怎样使用OCT输出 (24) §4.20怎样修改日期时间 (24) §4.21怎样调整LCD显示器的对比度 (25) §4.22怎样使用RS232串行口 (25) §4.23怎样查看每日、每月、每年流量 (25) §4.24怎样使用工作计时器 (25) §4.25怎样使用手动累积器 (25) §4.26怎样了解电池剩余电量的工作时间 (25) §4.27怎样给电池充电 (25) §4.28怎样查看电子序列号和其他细节 (26) 5.问题处理 (27) §5.1硬件上电自检信息及原因对策 (27) §5.2工作时错误代码（状态代码）原因及解决办法 (27) §5.3 其他常见问题问答 (28) 6. 联网使用及通信协议 (30) §6.1 概述 (30) §6.2 流量计串行口定义 (30) §6.3 通信协议 (30) §6.4 功能前缀和功能符号 (32) §6.5 键值编码 (33) 7. 质量保证及服务维修支持 (34) §7.1 质量保证 (34) §7.2 公司服务 (34) §7.3 软件升级服务 (34)
天然气超声波流量计 操作维护规程 中国石油西部管道兰州输气分公司年月 签字职务日期 编制人： 审核人： 批准人：
目录 1 范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 术语和定义 (1) 4 操作内容 (2) 5 风险提示 (5) 6 应急处置 (5) 7 附件 (5)
1 范围 本标准规定了涩宁兰超声波流量计的现场操作方法。 本标准适用于涩宁兰气体超声流量计。 2 规范性引用文件 2.1《中华人民共和国国家标准天然气计量系统技术要求》 GB/T 18603一2001 2.2《用气体超声波流量计测量天然气流量》 GB/T 18604-2001 3 术语和定义 3.1气体超声流量计ultrassonic gas flow meter 安装在流动气体的管道上，并用超声原理测量气体流量的流量计。以下简称流量计。 3.2超声换能器ultrassonic transducer 把声能转化成电信号和反过来把电信号转化成声能的元件。 3.3信号处理单元signal processing unit 是流量计的一部分，由电子元件和微处理器系统组成。 3.4零流量测试zero-flow measure 在无流动介质的情况下，检查流量计的读数是否为零或在流量计本身规定的允许范围内。 3.5分界流量transition gas flow rate 低于该流量要采用扩展误差限的流量值。 3.6实流校准系数flow calibration factor 将流量计进行实流校准测试，并将测试结果按照一定修正方法得出的流量计系数。 3.7最大瞬时压力maximum incidental pressures 在短时间内，计量系统能够承受安全装置极限内的最大工作压力。 3.8流量计算机flow computer 计算和指示标准参比条件下的流量等参数的装置。 3.9转换装置conversion device 由一台流量计算机和各个传感器组成的装置。用于以压力、温度和气体组成或以密度或以发热量为参数进行标准参比条件下体积流量和质量流量及能量流量的转换。 4运行操作内容 4.1超声波流量计运行前的准备 4.1.1流量计的安装应符合设计和说明书的要求;天然气的流量、压力、温度范围符合流量计铭牌的规定； 4.1.2流量计、温度变送器、压力变送器具有有效的检定/校准证书; 4.1.3流量计前后阀门，调压阀、放空阀应关严； 4.1.4流量计法兰连接处应无泄漏，各个探头应牢固连接，探头连接信号线路应无松脱；4.1.5流量计信号处理单元(SPU)单元供电应正常； 4.1.6流量计配套的温度变送器、压力变送器供电应正常，压力变送器阀门应全开； 4.1.7流量计算机工作应正常； 4.1.8在线分析仪上传数据应正常。 4.2超声波流量计运行操作与监护 4.2.1缓慢打开流量计入口阀(或管路平衡阀)，为超声波流量计管路充压，观察流量计、附属设备及连接管线有无渗漏； 4.2.2压力平衡后，缓慢打开流量计出口阀门，观察流量计显示单元，判断流量计是否正常运行，如无异常，调节流量计下游流量调节阀，使流量计在所需的流量范围内运行；
埃尔斯特超声波流量计介绍
题 目:超声波流量计的介绍、应用及最新技术
站 新 姓名奉
超声流量计的定义
国标GB/T 18604： 利用超声在流体中的传播特性来测量流量的流量计。超 声流量计通常由1个或多个超声换能器和设备组成，根据
站 他们所产生或接收到的超声信号推导出流量测量值并把 新 该信号转换为正比于流量标准化输出信号。在流动气体
内的相同行程内，用顺流和逆流传播的2个超声信号的传
奉 播时间差来确定沿声道的气体平均流速所进行的气体流
量测量方法称之为传播时间法。
2
超声波流量计的国际和中国标准和规范
? ISO17089
? AGA Report No.9
? EN 14236
? OIML R137
站
? GB/T 18604
新
奉 ? GB/T 18604修订版
? AGA 10 – 声速比对
? JJG 1030-2007 超声波流量计检定规范
? 行业标准和企业标准
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超声波流量计优点
? 精度高（0.3%-0.5%），重复性高， ? 量程比很宽1:40-1:200,流速范围：0.2-30 m/s ? 可测量双向流 ，可精确测定脉动流 ? 无压损，对压力的很大变化不敏感 ? 对沉积物不敏感，无可动部件，免维护
站 ? 重量轻，占用空间少 新 ? 不存在磨损，无示值漂移现象 奉 ? 可带压更换传感器，且更换后无需重新标定
? 具自诊断功能（AGC-level；AGC-limit；采样率；接收率） ? 对上下游直管段要求较短
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超声波流量计原理分类及详细说明 一、超声波流量计工作原理: 超声波在流动的流体中传播时就载上流体流速的信息。因此通过接收到的超声波就可以检测出流体的流速，从而换算成流量。超声脉冲穿过管道从一个传感器到达另一个传感器，就像一个渡船的船夫在横渡一条河。当气体不流动时，声脉冲以相同的速度（声速，C）在两个方向上传播。如果管道中的气体有一定流速V（该流速不等于零），则顺着流动方向的声脉冲会传输得快些，而逆着流动方向的声脉冲会传输得慢些。这样，顺流传输时间tD 会短些，而逆流传输时间tU会长些。这里所说的长些或短些都是与气体不流动时的传输时间相比而言；根据检测的方式，可分为传播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪声法及相关法等不同类型的超声波流量计。起声波流量计是近十几年来随着集成电路技术迅速发展才开始应用的一种。 根据对信号检测的原理，目前超声波流量计大致可分传播速度差法(包括：直接时差法、时差法、相位差法、频差法)波束偏移法、多普勒法、相关法、空间滤波法及噪声法等类型。其中以噪声法原理及结构最简单，便于测量和携带，价格便宜但准确度较低，适于在流量测量准确度要求不高的场合使用。 由于直接时差法、时差法、频差法和相位差法的基本原理都是通过测量超声波脉冲顺流和逆流传报时速度之差来反映流体的流速的，故又统称为传播速度差法。其中频差法和时差法克服了声速随流体温度变化带来的误差，准确度较高，所以被广泛采用。按照换能器的配置方法不同，传播速度差拨又分为：Z法(透过法)、V法(反射法)、X法(交叉法)等。 波束偏移法是利用超声波束在流体中的传播方向随流体流速变化而产生偏移来反映流体流速的，低流速时，灵敏度很低适用性不大。 多普勒法是利用声学多普勒原理，通过测量不均匀流体中散射体散射的超声波多普勒频移来确定流体流量的，适用于含悬浮颗粒、气泡等流体流量测量。 相关法是利用相关技术测量流量，原理上，此法的测量准确度与流体中的声速无关，因而与流体温度，浓度等无关，因而测量准确度高，适用范围广。但相关器价格贵，线路比较复杂。在微处理机普及应用后，这个缺点可以克服。 噪声法(听音法)是利用管道内流体流动时产生的噪声与流体的流速有关的 原理，通过检测噪声表示流速或流量值。其方法简单，设备价格便宜，但准确度低。 以上几种方法各有特点，应根据被测流体性质．流速分布情况、管路安装地点以及对测量准确度的要求等因素进行选择。一般说来由于工业生产中工质的温度常不能保持恒定，故多采用频差法及时差法。只有在管径很大时才采用直接时差法。对换能器安装方法的选择原则一般是：当流体沿管轴平行流动时，选用Z 法；当流动方向与管铀不平行或管路安装地点使换能器安装间隔受到限制时，采用V法或X法。当流场分布不均匀而表前直管段又较短时，也可采用多声道(例如双声道或四声道)来克服流速扰动带来的流量测量误差。多普勒法适于测量两相流，可避免常规仪表由悬浮粒或气泡造成的堵塞、磨损、附着而不能运行的弊病，因而得以迅速发展。随着工业的发展及节能工作的开展，煤油混合(COM)、
ZDL922 -x@7[~A>y V f} H V :9`.Sz g 官方网址https://www.doczj.com/doc/cc8877995.html, 超声波流量计安装操作规程 超声波流量计安装操作规程是怎样的呢？成都永浩机电工程技术有限公司做了以下说明，供大家参考： 一、参数设置 （1）测量管道外周长，计算外径。 外径测量 （2）给主机通电，供电范围10～36VDC，接表上的DC+和DC-端子。 （3）按“menu”键，输入11，按“Enter”键，再用键盘输入管道外径，输入完成按“Enter”键。 （4）按“∨”键，按“Enter”键再用键盘输入管道管壁厚度，输入完成按“Enter”键。 （5）按“∨”键，按“Enter”键通过按“∨”选择管道材质（0,1,2后面的单词分别代表碳钢、不锈钢、PVC材质），输入完成按“Enter”键。 （6）按“∨”键，按“Enter”键，通过按“∨”选择传感器类型，这里选“1”，插入式传感器，输入完成按“Enter”键。 （7）按“∨”键，按“Enter”键，通过按“∨”选择安装方式，一般选 官方网址https://www.doczj.com/doc/cc8877995.html, “V”或“Z”法安装，输入完成按“Enter”键。 （8）按“∨”键显示安装距离，安装距离可认为是两传感器之间那节管道的长度。 二、安装步骤（能焊接的管道） （1）根据仪表主机计算出来的安装距离确定两个探头的安装点，做好标记。 （2）把流量计配套焊接底座焊接到管道上。 （3）焊接底座冷却后，在底座螺纹上缠上足够生料带，把流量计配套球阀拧到焊接底座上。 （4）把专业开孔器通过螺纹拧到球阀上，打开球阀。 （5）把开孔器前端伸到管壁上，打开电钻开孔。 （6）开孔完成后，把开孔器前端退出球阀，关闭球阀。 （7）松开锁紧螺母，将传感器缩进连接螺母内。 （8）将连接螺母缠上生料带，拧紧在球阀上。 （9）打开球阀，将传感器前端推入管道。 （10）转动传感器，使上游传感器杆上的定向点对向上游（下游传感器杆上的定向点对向下游） （11）重复（2）-（10）步，安装另一个传感器。 （12）安装完成，将线接好，接线方式如下图。 超声波流量计安装 注意事项 1 2020年4月19日 超声波流量计安装注意事项 1.探头安装在管道两侧； 2.安装距离：90MM; 3.管道打磨； 4.涂上耦合剂 2 2020年4月19日 （一）详细了解现场情况 超声波流量计在安装之前应了解现场情况，包括： 1、安装传感器处距主机距离为多少； 2、管道材质、管壁厚度及管径；碳钢，壁厚：6管径：dn250(内) 3、管道年限；开始 4、流体类型、是否含有杂质、气泡以及是否满管； 3 2020年4月19日 5、流体温度； 6、安装现场是否有干扰源（如变频、强磁场等）； 7、主机安放处四季温度； 8、使用的电源电压是否稳定； 9、是否需要远传信号及种类； 根据以上提供的现场情况，厂家可针对现场情况进行配置，必要情况下也可特制机型。 4 2020年4月19日 （二）选择安装位置 选择安装管段对测试精度影响很大，所选管段应避开干扰和涡流这两种对测量精度影响较大的情况，一般选择管段应满足下列条件： 1、避免在水泵、大功率电台、变频，即有强磁场和震动干扰处安装机器； 2、选择管材应均匀致密，易于超声波传输的管段； 3、要有足够长的直管段，安装点上游直管段必须要大于10D（注：D＝直径），下游要大于5D； 5 2020年4月19日 4、安装点上游距水泵应有30D距离； 5、流体应充满管道； 6、管道周围要有足够的空间便于现场人员操作，地下管道需做测试井，测试井如下： （三）确定探头安装方式 超声波流量计一般有两种探头安装方式，即Z法和V法。 可是，当D《200MM而现场情况为下列条件之一者，也可采用Z法安装： 6 2020年4月19日 超声波流量计和电磁流量计各自特点及区别比较 叙述了超声波流量计和电磁流量计在概论、工作原理、分类和工作性能的区别，提出，我国现阶段2种最常用流量计的特征和不同优势。 1超声波流量计和电磁流量计的概念 超声波流量计是通过检测流体流动对超声束(或超声脉冲)的作用以测量流量的仪表。超声流量计和电磁流量计一样,因仪表流通通道未设置任何阻碍件,均属无阻碍流量计,是适于解决流量测量困难问题的一类流量计,特别在大口径流量测量方面有较突出的优点,近年来它是发展迅速的一类流量计之一。 电磁流量计是1种根据法拉第电磁感应定律来测量管内导电介质体积流量的感 应式仪表，采用单片机嵌入式技术，实现数字励磁，同时在电磁流量计上采用CAN现场总线。 2超声波流量计和电磁流量计的工作原理 超声波流量计由超声波换能器、电子线路及流量显示和累积系统3部分组成。超声波发射换能器将电能转换为超声波能量，并将其发射到被测流体中，接收器接收到的超声波信号，经电子线路放大并转换为代表流量的电信号供给显示和积算仪表进行显示和积算。这样就实现了流量的检测和显示。 超声波流量计常用压电换能器。它利用压电材料的压电效应，采用适出的发射电路把电能加到发射换能器的压电元件上，使其产生超声波振动。超声波以某一角度射入流体中传播，然后由接收换能器接收，并经压电元件变为电能，以便检测。发射换能器利用压电元件的逆压电效应，而接收换能器则是利用压电效应。电磁流量计的工作原理是基于法拉第电磁感应定律。在电磁流量计中，测量管内的导电介质相当于法拉第试验中的导电金属杆，上下两端的2个电磁线圈产生恒定磁场。当有导电介质流过时，则会产生感应电压。管道内部的两个电极测量产生的感应电压。测量管道通过不导电的内衬（橡胶，特氟隆等）实现与流体和测量电极的电磁隔离。导电性液体在垂直于磁场的非磁性测量管内流动，与流动方向垂直的方向上产生与流量成比例的感应电势，电动势的方向按“弗来明右手规则”。 3超声波流量计和电磁流量计的分类 根据检测的方式，可分为传播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪声法及相关法等不同类型的超声波流量计。根据对信号检测的原理，目前超声波流量计大致可分传播速度差法(包括：直接时差法、时差法、相位差法、频差法)波束偏移法、多普勒法、相关法、空间滤波法及噪声法等类型。其中以噪声法原理及结构最简单，便于测量和携带，价格便宜但准确度较低，适于在流量测量准确度要求不高的场合使用。 由于直接时差法、时差法、频差法和相位差法的基本原理都是通过测量超声波脉冲顺流和逆流传报时速度之差来反映流体的流速的，故又统称为传播速度差法。其中频差法和时差法克服了声速随流体温度变化带来的误差，准确度较高，所以被广泛采用。按照换能器的配置方法不同，传播速度差拨又分为：Z法(透过法)、V法(反射法)、X法(交叉法)等。 超声波流量计的基本原理及类型 超声波流量计的基本原理及类型 刘欣荣 超声波在流动的流体中传播时就载上流体流速的信息。因此通过接收到的超声波就可以检测出流体的流速，从而换算成流量。根据检测的方式，可分为传播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪声法及相关法等不同类型的超声波流量计。起声波流量计是近十几年来随着集成电路技术迅速发展才开始应用的一种 非接触式仪表，适于测量不易接触和观察的流体以及大管径流量。它与水位计联动可进行敞开水流的流量测量。使用超声波流量比不用在流体中安装测量元件故不会改变流体的流动状态，不产生附加阻力，仪表的安装及检修均可不影响生产管线运行因而是一种理想的节能型流量计。 众所周知，目前的工业流量测量普遍存在着大管径、大流量测量困难的问题，这是因为一般流量计随着测量管径的增大会带来制造和运输上的困难，造价提高、能损加大、安装不仅这些缺点，超声波流量计均可避免。因为各类超声波流量计均可管外安装、非接触测流，仪表造价基本上与被测管道口径大小无关，而其它类型的流量计随着口径增加，造价大幅度增加，故口径越大超声波流量计比相同功能其它类型流量计的功能价格比越优越。被认为是较好的大管径流量测量仪表，多普勒法超声波流量计可测双相介质的流量，故可用于下水道及排污水等脏污流的测量。在发电厂中，用便携式超声波流量计测量水轮机进水量、汽轮机循环水量等大管径流量，比过去的皮脱管流速计方便得多。超声被流量汁也可用于气体测量。管径的适用范围从2cm到5m，从几米宽的明渠、暗渠到500m宽的河流都可适用。 另外，超声测量仪表的流量测量准确度几乎不受被测流体温度、压力、粘度、密度等参数的影响，又可制成非接触及便携式测量仪表，故可解决其它类型仪表所难以测量的强腐蚀性、非导电性、放射性及易燃易爆介质的流量测量问题。另外，鉴于非接触测量特点，再配以合理的电子线路，一台仪表可适应多种管径测量和多种流量范围测量。超声波流量计的适应能力也是其它仪表不可比拟的。超声波流量计具有上述一些优点因此它越来越受到重视并且向产品系列化、通用化发展，现已制成不同声道的标准型、高温型、防爆型、湿式型仪表以适应不同介质，不同场合和不同管道条件的流量测量。 龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/cc8877995.html, 超声波流量计计量精度影响因素研究 作者：王雨时 来源：《中国化工贸易·下旬刊》2019年第08期 摘要：近年来，我国天然气管道建设步伐逐步加快，随着中亚管道、中俄管道、中缅管道、陕京线四线、西气东输三线、新疆煤制气外输管道、鄂安沧天然气管道、LNG接收站及天然气管道互联互通工程的陆续建成投产，“西气东输、南气北上、海气登陆、就地外输”的供气格局已经基本形成。 关键词：超声波流量计；计量精度；控制措施 1 影响超声波流量计测量精度的主要影响因素 1.1 声道排列方式及修正系数的选择的影响 由多声道流量计计算公式就很直观的发现，不同流量计声道排列及修正系数是不一样的，排列方式及修正系数的选择将直接影响超声波流量计的计量精度。 1.2 脏污对超声波流量计影响 天然气管道建设、投产初期，由于管道水、焊渣等残留物未吹扫干净，导致水渍及污物粘附在超声波探头及流量计内壁上，影响超声信号的发射与接收。以RMG流量计为例，当超声接收信号弱时，会实现探头发射信号的自动增益，当增益超过40dB时，计量精度将大大降低。此外，声音在固体或者液体中的传播速度大于声音在气体中传播的速度，探头脏污导致声波传播的时间缩短，导致变大，导致流量计读数偏大。此外，当管壁上有污物会导致计算的管壁D会产生影响。 1.3 噪声对超声波流量计影响 声学噪声与气流扰动等因素有关，如突出的探头、变径管、整流器及调节阀等。当声学噪声的频率与流量计的工作频率相近时，两种声波发生共振，从而干扰超声波换能器分辨超声脉冲信号，使得信噪比发生变化，影响计量精度。 此外由于气体中超声能量的衰减与超声频率成正比，为了在接收端保持一定的信噪比（RMG大于15dB），通常的换能器工作频率都在50～200kHz左右，在此频段内，声学噪声是无法回避的问题，在2014年修改的GB/T 18604中明确提出噪声对超声波流量计测量精度的影响，所以生产过程中要时刻关注噪声值对流量计影响。 1.4 其他因素对计量精度的影响 超声波流量计正确使用规范 1、零流量的检查 当管道液体静止，而且周围无强磁场干扰、无强烈震动的情况下，表头显示为零，此时自动设置零点，消除零点飘移，运行时须做小信号切除，通常可流量小于满程流量的5%，自动切除。同时零点也可通过菜单进行调整。 2、仪表面板键盘操作 启动仪表运行前，首先要对参数进行有效设置，例如，使用单位制、安装方式、管道直径、管道壁厚、管道材料、管道粗糙度、流体类型、两探头间距、流速单位、小速度、大速度等。只有所有参数输入正确，仪表方可正确显示实际流量值 3、流量计的定期校验 为了保证流量计的准确度，要进行定期的校验，通常采用更高精度的便携式超声波流量计进行直接对比，利用所测数据进行计算:误差=(测量值-标准值)/标准值，利用计算的相对误差，修正系数，使得测量误差满足±2%的误差，即可满足计量要求。该操作简单方便，可有效提高计量的准确度。 使用过程中需注意事项： 1、当管道内流体方向是由下向上的时候，可以使用超声波流量计测量。如果液体流向是自上向下的，这个管道是不适合用超声波流量计测量流量数。 2、如测量的管径低于DN15，选择进口超声波流量计，目前国产 超声波流量计对于小管径测量，测量精度很难达到技术要求。当测量的介质为常温时，可选择国产超声波流量计，温度在120 ℃到200 ℃时，应选择进口超声波流量计。 3、测量管道比较老旧的工况，尽量使用单声层(Z法)方法安装探头，不要使用双声道和多声道(V、W法)。单声道更容易接收信号，不容易产生错误信号，能够保证高精度测量。 4、超声波流量计的传感器安装处和管壁反射处必须避开接口和焊缝。同时也要避免在水泵、大功率变频等即有强磁场和震动干扰处安装传感器，安装点上游距水泵应有30D以上的距离，保证流体充满管道。要有足够长的直管段，安装点上游直管段必须要大于等于10D(注：D=管段直径)，下游要大于5D。 5、超声波流量计的传感器安装处的管道衬里或污垢层不能太厚，否则会影响声音传播速度，进而影响测量精度。衬里、锈层与管壁间不能有间隙。对于锈蚀严重的管道，可先处理掉表面的锈层，保证声波正常传播。传感器工作面与管壁之间保持有足够的耦合剂，不能有空气和固体颗粒，以保证耦合良好。 6、测量前，要对管道的外周长(用卷尺)、壁厚(用测厚仪)、管道外壁的温度(表面温度测量仪)等进行测量，能够更利于超声波流量计的参数设定，使测量数据更加准确。当遇到管道有油漆或涂层的管道时候，可以先用角磨机或打磨机等设备处理管道表面图层，然后再用砂纸磨平，这样保证超声波流量计的流量传感器安装点光滑、平整，有利于探头与管道良性接触。 超声波流量计使用中应注意的问题 超声波流量计适用于各种工业现场中液体流量的在线标定和巡检测量。HN-2004系列手持式超声波流量计具有测量精度高、一致性好、电池供电、操作简单、携带方便等特点，是目前国内体积最小、质量最轻，真正意义上的便携式超声波流量计，特别是在大口径供水管线上，便携式超声波流量计可以将探头安装在管道外表面，实现不断流、不破坏原有管线测量流量，产品已远销至日本、韩国、澳洲、美国等地区，受到了广泛好评。 超声波流量计因为有着其它流量计无法比拟的优点，逐渐成为人们测量流量的首选流量计。这里列举超声波流量计的六大优点供大家参考： 一、外夹式超声波流量计可以实现非接触测流量，即使是插入式或内贴式超声波流量计，其压损也几乎为零，其测流量的方便性与经济性是最佳的。 二、超声波流量计水、气、油各种介质都可以测量，其应用的领域十分广阔。 三、超声波流量计的制造成本几乎和口径无关，在大口径流量计量场合有着价格合理，安装使用方便的综合竞争优势。 四、便携式超声波流量计可以实现一台流量计在各种管径，各种材质的管线上测流量，是作为标准表进行在线校准、比对或期间核查的首选流量计类型。 五、超声波流量计具有其测流原理基于长度与时间两个基本物理量的溯源方便性，可以预见它必将超越其它原理的流量计成为流量标准甚至是流量基准的载体。 六、超声波流量计运行能耗极小，可方便地实现长年电池供电，加之先进的智能化主机可方便地进行网络无线通信，其应用前景更加广阔。 目前超声波流量计在供水行业应用最多的主要还是液体便携式超声波流量计，在实际使用中，不少用户由于对超声波流量计的使用要点掌握不好，测量效果不理想，因而对超声波流量计产生了种种怀疑：“这种流量计测得准吗?”之类的疑问目前已成为业内的热门话题。 评价一种流量计品质的最佳平台就是流量标准装置，通过对数年来的超声波流量计检定结论进行统计，我们发现：超声波流量计的各项指标与其它速度式流量计不相上下，而且当流速足够大时其线性特别好。那么大家为什么在实际使用时会感觉超声波流量计测量不准呢?我们经过众多用户的调研、分析我们发现：用户在使用中应注意的三大问题问题。 一、没有正确对超声波流量计进行校准 任何流量计使用前都需要进行检定或校准，便携式超声波流量计在这一点尤为重要。大家知道，便携式超声波流量计有三组探头可以选择（大、中、小），分别适用于不同的管径范围，每组探头与主机的搭配在某种意义上讲都是一套独立的流量计。 如果只在小管径的流量标准装置上用小探头对便携式超声波流量计进行检定或校准，那么在使用时你如果用大探头测量大管道的流量，就等于你是在使用未经检定或校准的流量计在测 JY-GDUF2000超声波流量计 一、概述 JY-GDUF2000 系列超声波流量计是在参照国外同类产品的基础上，进行全新设计的一种通用时差型超声波流量计量仪器，该产品广泛适用于工业环境下无间断测量清洁均匀液体的流量和热量。GDUF2000 系列超声波流量计具有适应性强、低功耗、高可靠性、抗干扰以及优化的智能信号自适应处理能力，无须电路调整，操作简单方便。GDUF2000 系列超声波流量计以其良好的电路设计理念、优质器件的选用，逐步取代早期同类产品成为国内目前应用最为广泛的流量计量仪器。 二、工作原理 超声波流量计由超声波换能器、电子线路及流量显示和累积系统三部分组成。超声波发射换能器将电能转换为超声波能量，并将其发射到被测流体中，接收器接收到的超声波信号，经电子线路放大并转换为代表流量的电信号供给显示和积算仪表进行显示和积算。 当超声波束在液体中传播时，液体的流动将使传播时间产生微小变化，并且其传播时间的变化正比于液体的流速，其关系符合下列表达式: 其中 θ为声束与液体流动方向的夹角 M为声束在液体的直线传播次数 D为管道内径 Tup为声束在正方向上的传播时间 Tdown为声束在逆方向上的传播时间ΔT=Tup –Tdown 一、主机性能参数 精度：≤1.0 % 重复性：0.2% 流速范围：0～±64 m/s 测量原理：超声波传播时差原理，双CPU并行工作，4字节浮点运算 显示：2×10 背光型液晶显示器 操作：固定式：4×4 轻触键盘；便携式：4×4+2 轻触键盘 输入： 5 路4~20mA 输入，精度0.1% 可输入压力、液位、温度等信号 输出：电流信号：4~20mA 或0~20 mA, 阻抗0~1K浮空 准确度：0.1% 频率信号：1~9999Hz 之间任选（OCT 输出） 脉冲信号：正、负、净流量及热量累计脉冲，继电器及OCT 输出 报警信号：继电器及OCT输出，近20种信号源可选。数据接口：RS232 串行接口，可选配RS485 其他功能：记忆日、月、年累积流量，上、断电时间、流量和流量管理功能可选自动或手动补加累积量功能，记忆每天的工作状态；可编程批量（定量）控制器，故障 自诊断功能，网络工作方式等。 传感器外缚式：标准S 型，适用于管径DN15-DN100mm； 标准M 型，适用于管径DN50-DN700mm； 标准L 型，适用于管径DN300-DN6000mm； 插入式：测量管道材质不限（焊接、不焊接都可以）适用于管径DN80 以上 标准管段式：适用于管径DN10-DN400，整机测量精度±0.2% 电缆长度：单根可加长至500 米（定货时请特殊说明） 管道 衬材：碳钢、不锈钢、铸铁、PVC、水泥管等一切质地密致管道 内径：20mm—6000mm 直管段长度：上游≥10D，下游≥5D，距泵出口处≥30D 流体 种类：水、酸碱液、食物油、汽油、煤油、柴油、原油、酒精、啤酒等能传播超声波的均匀液体。 浊度：≤10000 ppm, 且气泡含量小 温度：-10~110℃ 流向：可对正反向流量分别计量，并可计量净流量 工作环境温度 主机：-10-70℃ 探头：-30 ~ +110℃ 湿度 主机：85%RH 超声波流量计简易操作 超声波流量计9x系列，首次安装需要注意四点（操作密码为仪表型号：如91）： 一、 了解现场的工艺情况：前后直管段是否符合要求，前5D后5D、管道材质、壁 厚、涂层等、管道尺寸、管道内压力、介质温度。 二、 根据现场实际和工艺情况，计算出需要的安装方式—声程选择、安装距离、线 长等参数 三、 现场实际安装，根据计算结果，确定安装位置。注意：探头与管道接触面需要 打磨处管道材质的金属本色。安装时候探头的耦合剂必须有，作用：确保探头和管道紧密结合，排出空气。 四、 安装完成后，确定电源和信号线接线正确无误。仪表上电，快速设定菜单下首 先设置“传感器安装快速设置”菜单设置参数：夹持式、管道材质等； 然后再设置“快速设定调试”菜单参数设定 一般情况下，输出方式选择4-20mA HART NAMUR，4mA对应量程下限，一般为0，20mA对应量程的上限。其中有一个参数是比较重要的： 失效模式是指在发生故障报警的时候，输出的方式：最大、最小、保持当前值、实际电流值。出厂默认是最小电流，我们需要选择实际电流值。为了测试仪表通讯是否正常，我们需要做一下模拟输出，该功能会根据设置值给出一个电流信号。该功能能默认是关闭的，我们做测试的时候将该参数打开，使用完毕后必须将模拟输出关闭。 需要注意的是，在选择电流输出方式的时候，频率脉冲输出功能必须关闭。否则当量程超过仪表频率脉冲输出方式默认量程后，仪表可能会出现报警#355—358，报警内容含义是指频率输出超限，这个报警不会影响电流输出方式的电流值，流量减小后该报警会自动消失。 至此，一台超声波流量计就安装调试完毕了。在管道不满的情况下，表头会出现F881报警信息提示信号太低，这个问题在管道内充满介质后会自动消失。 超声波流量计操作规程 1 范围 本规程适应于西部管道所有超声波流量计。 2 规范性引用文件 本规程根据技术规格书和设备技术资料，对超声波流量计的安装、操作和维护进行了说明。 3 概述 UFM 3030超声波流量计是精密的仪器，流量测量不受传异性、粘度、温度、密度和压力的影响。可用于液体的线性、双向液体流量测量。可以通过标准模拟或脉冲/频率输出将流量测量值输出。通过用户的操作员界面（人机界面），可以将装置设置用于一系列范围很广的应用。除了实际容量流量测量，还可以对装置进行配置，用于执行流量计算（加、减和总和）。同样也可以对液体超声波速度的测量与输出进行配置。 4 仪表电气接线 4.1 电源连接 UFM 3030超声波流量计的电源接线端子如图示，分别为备用接线端子、电源接线端子及保护接线端子，仪表必须连接独立的接地。 电源端子接线图 各端子功能说明： 端子10 L/L1 功能 备用接地连接 火线电源 规格 不用于保护性接地 交流电源 100 V ac 100V ac 流量计的电气信号输入和输出的端子由6个连接组成，对于信号输入与输出的配线，采用非屏蔽的双绞线。 电气输入和输出信号可以在有源或无源模式下连接。在有源模式下，从V＋端子提供直流电源电压。在无源模式下，从外部电源提供电压。 注意！切勿同时在同一端子使用有源和无源模式。 如果使用了HATR通信时，勿在有源模式下连接脉冲/频率输出P。 接线端子图示： 对于标准仪器 对于配备有通信模块的仪器 各接线端子功能说明： 端子功能规格 ⊥常用接地－ A1模拟输入1，用于通过菜单选项 3.2.2.和3.2.3.进行温度测量配置0（4）至20 mA Ri = 58.2 ohm 保险丝＝50 mA A2模拟输入2，用于通过菜单选项 3.2. 4.和3.2. 5.进行温度或压力测量配置0（4）至20 mA Ri = 58.2 ohm 保险丝＝50 mA P脉冲/频率输出。可以通过菜单选项 3.5.0.设置功能。最大电流：150 mA 最大电压：32Vdc，24Vac 最大频率：2 kHz I/C混合的电流输出（I）和数字 输入（C） 电流输出（I）包含HART通信 可以通过菜单选项3.4.0.和3.6.0.设置功能。电流输出（I）：I ≤ 22 mA 额定负载≤680 ohm，最大电压=15Vdc 数字输入（C）：低＝0-5VDC，高＝15-32VDC。当电流输出激活后将被关闭。 V＋转换器的直流电源，用于输入和输出的有效线满负载时为22VDC。最大24VDC。 I ≤ 100 mA。 D＋通信连接＋用于现场总线通信 D－通信连接－用于现场总线通信 P/I/C混合的电流输出（I）数字输出 （C）和脉冲输出（P）。参见 单独的I/C端子和P端子功能。 参见单独的I/C端子和P端子的规格。 4 面板显示与按键键操作 流量计提供了方便的按键操作，使用提供的特殊扳手取下电气部分的前盖（玻璃盖），即可触及前面板及其操作键。 4.1 仪表显示面板显示说明超声波流量计安装操作规程
超声波流量计安装注意事项
超声波流量计和电磁流量计各自特点及区别比较
超声波流量计的基本原理及类型
超声波流量计计量精度影响因素研究
超声波流量计正确使用规范
超声波流量计使用中应注意的问题
固定式超声波流量计(进源说明书)
超声波流量计简易操作
超声波流量计操作规程
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