SICK超声波流量计技术特点

SICK|MAIHAK 超声波流量计的技术特点

1.1采用当今世界最先进的超声传感器：

SICK|MAIHAK 是总部设在德国的跨国仪表集团，是全球领先的传感器和分析仪器系统制造商，是工业自动化领域的技术及市场先导者之一，研制并生产超声传感器已有20多年历史，其 FLOWSIC600气体超声流量计配置的超声波传感器为平行对射式四声道布置，全金属钛合金设计不使用任何匹配层，传感器工作频率为200kHz ，能在压力0.0至45MPa ，介质温度-40至180℃，气体流速从0.3m/s 至65m/s （DN80）保证0.5%计量精度，超越目前世界上其他生产厂家气体超声流量计无法达到的技术指标（见图1，图

2）。

图1：FLOWSIC600超声流量计 图2：FLOWSIC600内部结构 与其他传感器比较 与其他传感器截面比较 FLOWSIC600超声流量计传感器采用当今世界最先进的技术，材质为全金属钛合金，具有远高于树脂或普通钢的信号接收性能，抵抗高速气流冲击和防腐蚀的能力。特别是对于CO 2含量高于3%时遇水产生的碳酸，比其他传感器表面材料具有高出多倍的抗腐蚀能力。（图3：被高速气流冲蚀的其他传感器表面）

图3：被高速气流冲蚀的其他传感器表面图

图4：全金属钛合金不含匹配层传感器

1.2 四声道配置是对贸易计量的有效保证

Flowsic600采用同一平面内的四声道配置，可以在最大限度内保证贸易计量精度和稳定性。Flowsic600每个声道都以不同的权重参与流量检测计算，在一个声道发生故障时，超声流量计自动进行20000个检测测量，根据检测数据自动调整并重新分配其它声道的权重，偏差不大于0.3%，并保证计量精度（见PTB检测报告第1、9页）。

1.3 国际权威机构测试报告表明平行声道布置能有效补偿涡流对精度的影响

早期应用的气体超声流量计传感器因体积过于庞大，即使在较大的口径测量管上也不能实现在同一平面内布置平行四声道，只能在计量管路的二个交叉截面内布置四个声道。如图4：“涡流对交叉式声道布置的计量精度影响”所示，因涡流对两个相同权重的交叉声道流速信号同时产生加速（或减速）作用，涡流对计量精度的影响明显扩大了，这也是为什么交叉式声道布置的超声流量计需要20D（或15D加整流器）前直管段来降低涡流对计量

精度影响的根本原因。

图5：涡流对交叉式声道布置的计量精度影响

SICK|MAIHAK不采用反射声道布置的理由如下：

?当今电子石英技术的发展，可高精度测量时间，不需要扩展声道长度；?扩展声道长度在总不确定的贡献小于10%，在大口径时就更小；

?由于管壁脏污或粗糙程度而使反射式声道产生了附加不确定度的特征；?反射式声道浪费了声能（75％），降低了信躁比和增加系统不稳定性。

FLOWSIC600超声传感器高度集成化，最小的超声传感器直径仅为8mm，能够在DN80表体上的同一个截面内平行布置四条对射声道（如图6：FLOWSIC600超声流量计探头与声道布置）。

图6：FLOWSIC600超声流量计探头与声道布置

如图7：“平行声道对涡流影响的补偿”所示，同一平面四平行声道布置，涡流对同一权重两个声道的流速信号在其中一侧产生加速作用，另一侧产生减速作用，其结果是抵消了涡流对计量精度的影响。

图7：平行声道对涡流影响的补偿

国际权威机构的测试报告表明，平行声道布置对涡流影响进行了有效的补偿尤其是在小流量段有杰出的表现。

在德国Pigsar，美国西南研究院及中国华阳标定中心进行的测试表明，FLOWSIC600四声道气体超声流量计在小流量段（0.3~3m/s），常压下（0.0Mpa）的计量精度仍可保持在0.5%范围内（如图8：德国Pigsar 常压下空气标定曲线PTB检测报告第6页、美国西南研究院小流量测试曲线，中国华阳标定曲线）。

图8-1：德国Pigsar常压下空气标定曲线

图8-2：美国西南研究院小流量测试曲线

图8-3：中国华阳标定中心测试曲线

1.4 现场显示并保存流量数据：

SICK|MAIHAK FLOWSIC600气体超声流量计标准配置现场显示表头，通过使用磁力笔，可现场设置调整参数，同时可显示瞬时流量，累计流量，声速，流速，流向状态等信息（如图9：FLOWSIC600表头），并且自带锂电池或配备太阳能电池，以保证计量系统运行初期及流量计算机断电或发生故障时，保存工况流量数据不丢失，避免用户的贸易计量损失，减少贸易纠纷。

图9：FLOWSIC600表头

1.5 用全隐蔽式传感器设计：

SICK|MAIHAK FLOWSIC600采用全隐蔽式传感器设计，完全避免了紫外线、电磁波等对计量信号等的干扰，同时也避免了在维修和运营过程中对传感器及信号线缆造成的意外损伤（如图10：FLOWSIC600对传感器线缆的保护）。

图10：FLOWSIC600对传感器线缆的保护

1.6 更换传感器后，流量计不需要重新标定

FLOWSIC600 型超声流量计更换传感器后，不需要重新标定。因为超声传感器为批量生产，在应用前必须经过严格的检测，每个超声传感器参数都有微小差异。为保证计量精度，需选取同批次参数相近的传感器成对更换（见PTB检测报告第1页）。

1.7 远程诊断功能

SICK|MAIHAK公司的气体超声流量计流量测量系统具有非常强的远程诊断功能，可以实现远程监控、远程诊断、完全数字化的系统，为整个计量管理的发展，提供有力的技术支持和售后服务保证。如果各声道间声速差小于0.1%，则认为流量计处于良好状态（如图10）。SICK|MAIHAK 将免费提供配套的MEPAFLOW600软件实现以上功能(见SICK|MAIHAK “SOFT WARE MANUAL”)。

AL)

图10. MEPAFLOW600 的VOS界面

1.8 全新的标定解决方案

基于现有的中国国内天然气高压实流标定装置工作范围的限制，及高额的标定费用， FLOWSIC600在投运前同时进行高压实流标定和空气标定，通过对比使用若干年后空气标定曲线，如其漂移在合理的范围内，则可确认无需重新实流标定。

超声波热量表的施工安装要点及相关技术要求

超声波热量表的施工安装要点及相关技术要求 超声波流量传感器是通过波在介质中的传输速度在顺水流和逆水流方向的差异，而求出介质流速的方法来测量流量。按传感器水流通道方式，超声波流量传感器分单通道式和U 形管式。 超声波式热量表选用主要控制参数为：公称直径DN、常用流量、最大流量、最小流量、额定压力、最大压力损失、温度范围、温差范围等。超声波热量表的初期投资相对较高，仪表的流量传感器具有精度高、压损小、不易堵塞等特点，但流量传感器的管壁锈蚀程度、水中杂质含量、管道振动等因素将影响流量计的精度。 超声波热量表施工安装要点 1. 当使用分体式热量表时，积分仪与流量传感器的距离不宜超过10M。 2. 气泡对准确测量干扰很大，不能安装在管道最高处。 3．安装时远离交流电和高频输射源，避开高温辐射源、阳光直射。 流量传感器的安装 1) 热量表的流量传感器必须安装在一次网的供水管道上。 2) 热量表的流量传感器应安装在直径等于其公称直径的管道上，并且在前、后端分别留有规定长度的直管段（以厂家产品技术说明书为准，一般表前为公称直径10倍的直管段，表后为公称直径5倍的直管段，直管段范围内无其它任何测温、测压、过滤器、阀门等元件）。 3) 在安装流量传感器时应考虑留出便于读数和维修的空间，强烈建议在表体下游满足直管段后安装管道伸缩器，便于热量表的安装及校验。 4) 安装时必须按照流量计管段上水流指示箭头方向安装，并建议在流量传感器前后安装阀门，便于检修。 5) 热量表可以水平、垂直安装，但水平安装时两换能器应在同一水平面上，防止供水沉淀后的淤泥沉积于低处换能器影响信号传输，垂直安装时水流方向必须为从下而上；流量传感器前端应安装过滤器（必须满足表体的前直管段要求）。 温度传感器的安装 1）温度传感器必须安装在流量传感器规定的直管段以外；安装温度传感器管道处的水温须均匀。在安装与流量传感器处于同一根管上（供水管或回水管）的温度传感器时，最好将它安装在流量传感器的后端（下游）。 2）温度传感器不宜安装在管道较高的位置上（可能不充满液体），安装时要与管道中心轴面相垂直。 3）确定温度传感器插入管道的长度，应以使其中热敏元件位于管道中心并偏下的位置为原则。 4）在不影响热计量精度的前提下，建议在同一管道上安装双金属玻璃温度计或其它现场温度计。 热量积分仪的安装 1）积分仪所处位置的环境温度不能超过生产厂家标明的使用环境温度范围。

超声波流量计说明书

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。

手持式超声波流量计说明书

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)

超声波流量计的选型与分类

超声波流量计的选型与分类 关键词：超声波流量计选型与分类多普勒便携式流量计固定式时差式 超声波流量计是一种利用超声波脉冲来测量流体流量的速度式流量仪表。近几年来，随着技术的发展，利用超声波脉冲测量流体流量的技术发展很快，基于不同原理，适用于不同场合的各种超声波流量计得到了广泛应用，同时也对广大用户提出如何进一步的了解超声波流量计、怎样选择合适的超声波流量计，使用过程中，应该注意些哪些问题等等，上海森逸技术人员结合现国内超声波流量计的发展情况及多年来现场应用经验，对上述问题进行了探讨。 超声波流量计选型与分类： 选型主要有以下几点：管道壁厚、外径，介质，管内流量是否含有杂质，测量介质的温度，测量介质为气体时，还需要知道气体的压力，除此之外，还应根据用户实际情况和测量需要合理选型。 1、多普勒超声波流量计 换能器经过管道内液体中的悬浮颗粒或气泡后，频率发生偏移，当管道条件、换能器安装位置、发射频率、声速确定以后，通过测量频移就可得到流体流速，进而求得流体流量。只能用于测量含有适量能反射超声波信号的颗粒或气泡的流体，如工厂排放液、未处理的污水、杂志含量稳定的工厂过程液等。要注意它对被测介质要求比较苛刻，即不能是洁净水，同时杂质含量要相对稳定，才可以正常测量，而且不同厂家的仪表性能及对被测厂家的要求也不一样。选择此类超声波流量计即要对被测介质心中有数，也要对所选用的超声波流量计的性能、精度和对被测介质的要求有深入的了解。 2、便携式超声波流量计 主要用于校对管道上已安装其它流量仪表的运行状态，进行一个区域内的流体平衡测试，检查管道的当时流量情况等。如果不作固定安装，而用于这些用途时，选用便携式超声波流量计既方便又经济。 3、时差式超声波流量计 时差式超声波流量计是利用声波在流体中顺流传播和逆流传播的时间差与流体流速成正比，这一原理来测量流体流量。 目前生产最多、应用范围最广泛的是时差式超声波流量计。它主要用来测量洁净的流体流量，在自来水公司和工业用水领域，得到广泛应用。 4、管道式超声波流量计 精度最高，可达到±0.5%，而且不受管道材质、衬里的限制，适用于流量测量精度要求高的场合。但随着管径的增大，成本也会随增加，通常情况下，选用中小口径的管段式超声波流量计，较为经济。 5、固定式超声波流量计 如果有足够的安装空间，使用插入式换能器代替外贴式换能器，彻底消除了管衬、结垢及管壁对超声波信号衰减的影响，测量稳定性更高，也大大减小了维护工作量。而且，由于插入式换能器也可以不断流安装，所以其应用正在不断推广。有的厂家推出了内部为数字化电路的超声波流量计，其特点是采用数字电路处理信号，纠错能力增强，取样及时，精度提高(模拟电路的精度为±1.5%，数字电路可以达到±1.0%)，而且集成度提高，仪表体积大大减小，有多种信号输出模式供选择，在实际应用也取得了很好的效果。用户在使用中可以和模拟电路的超声波流量计进行比较。超声波流量计的功能选择，用户可以根据实际情况来确定。如果测量双向流体，一定要选择带有正负计量功能的超声波流量计；如果用户需要定期了解流体在一定时段有流量情况，可以选择带打印机的超声波流量计。总之，所选择的超声波流量计的功能既要满足用户需要，也不必贪多求全，造成许多功能闭置不用，而增加购买成本。

超声波流量计说明书

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超声波流量计原理

1引言 近几年来，随着电子技术、数字技术和声楔材料等技术的发展，利用超声波脉冲测量流体流量的技术发展很快。基于不同原理，适用于不同场合的各种形式的超声波流量计已相继出现，其应用领域涉及到工农业、水利、水电等部门，正日趋成为测流工作的首选工具。 2超声波流量计的测量原理 超声波流量计常用的测量方法为传播速度差法、多普勒法等。传播速度差法又包括直接时差法、相差法和频差法。其基本原理都是测量超声波脉冲顺水流和逆水流时速度之差来反映流体的流速，从而测出流量；多普勒法的基本原理则是应用声波中的多普勒效应测得顺水流和逆水流的频差来反映流体的流速从而得出流量。 2.1时差法测量原理 时差法测量流体流量的原理如图1所示。它利用声波在流体中传播时因流体流动方向不同而传播速度不同的特点,测量它的顺流传播时间t1和逆流传播时间t2的差值,从而计算流体流动的速度和流量。 图1超声波流量计测流原理图 设静止流体中声速为c，流体流动速度为v，把一组换能器P1、P2与管渠轴线安装成θ角，换能器的距离为L。从P1到P2顺流发射时，声波传播时间t1为： 从P2到P1逆流发射时，声波的传播时间t2为：

一般c>>v，则时差为： 单声道测试系统只适用于小型渠道水位和流速变化不大的场合。大型渠道水面宽、水深大，其流速纵横变化也较大，须采用多声道超声波测流才能获得准确的流量值，见图2。应用公式(5)、(6)可测得流量Q。 以上各式中：d为垂直于水流方向上两换能器之间水平投影的距离，为声道数，S为两声道之间的过水断面面积。 图2多声道超声波流量计测流原理图 2.2多普勒法测量原理 多普勒法测量原理，是依据声波中的多普勒效应，检测其多普勒频率差。超声波发生器为一固定声源，随流体以同速度运动的固体颗粒与声源有相对运动，该固体颗粒可把入射的超声波反射回接收器。入射声波与反射声波之间的频率差就是由于流体中固体颗粒运动而产生的声波多普勒频移。由于这个频率差正比于流体流速，所以通过测量频率差就可以求得流速，进而可以得到流体流量，如图3。

超声波热量表的施工安装要点及相关技术要求

超声波热量表的施工安装要点及相关技术要求标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]

超声波热量表的施工安装要点及相关技术要求超声波流量传感器是通过波在介质中的传输速度在顺水流和逆水流方向的差异，而求出介质流速的方法来测量流量。按传感器水流通道方式，超声波流量传感器分单通道式和U 形管式。 超声波式热量表选用主要控制参数为：公称直径DN、常用流量、最大流量、最小流量、额定压力、最大压力损失、温度范围、温差范围等。超声波热量表的初期投资相对较高，仪表的流量传感器具有精度高、压损小、不易堵塞等特点，但流量传感器的管壁锈蚀程度、水中杂质含量、管道振动等因素将影响流量计的精度。 超声波热量表施工安装要点 1. 当使用分体式热量表时，积分仪与流量传感器的距离不宜超过10M。 2. 气泡对准确测量干扰很大，不能安装在管道最高处。 3．安装时远离交流电和高频输射源，避开高温辐射源、阳光直射。 流量传感器的安装 1) 热量表的流量传感器必须安装在一次网的供水管道上。 2) 热量表的流量传感器应安装在直径等于其公称直径的管道上，并且在前、后端分别留有规定长度的直管段（以厂家产品技术说明书为准，一般表前为公称直径10倍的直管段，表后为公称直径5倍的直管段，直管段范围内无其它任何测温、测压、过滤器、阀门等元件）。

3) 在安装流量传感器时应考虑留出便于读数和维修的空间，强烈建议在表体下游满足直管段后安装管道伸缩器，便于热量表的安装及校验。 4) 安装时必须按照流量计管段上水流指示箭头方向安装，并建议在流量传感器前后安装阀门，便于检修。 5) 热量表可以水平、垂直安装，但水平安装时两换能器应在同一水平面上，防止供水沉淀后的淤泥沉积于低处换能器影响信号传输，垂直安装时水流方向必须为从下而上；流量传感器前端应安装过滤器（必须满足表体的前直管段要求）。 温度传感器的安装 1）温度传感器必须安装在流量传感器规定的直管段以外；安装温度传感器管道处的水温须均匀。在安装与流量传感器处于同一根管上（供水管或回水管）的温度传感器时，最好将它安装在流量传感器的后端（下游）。 2）温度传感器不宜安装在管道较高的位置上（可能不充满液体），安装时要与管道中心轴面相垂直。 3）确定温度传感器插入管道的长度，应以使其中热敏元件位于管道中心并偏下的位置为原则。 4）在不影响热计量精度的前提下，建议在同一管道上安装双金属玻璃温度计或其它现场温度计。 热量积分仪的安装 1）积分仪所处位置的环境温度不能超过生产厂家标明的使用环境温度范围。

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。

CDPSODIS0162009B超声波流量计技术规格书剖析

CDP 油气储运项目设计规定 CDP-S-OD-IS-016-2009/B 输油管道工程 超声波流量计技术规格书 2009-12-18发布 2009-12-21实施 中国石油天然气股份有限公司天然气与管道分公司发布

前言 为了加强设备、材料的采购过程管理，统一油气储运项目设备材料技术规格书的编制格式、主要订货技术要求和技术评分标准，按照中国石油天然气与管道分公司“标准化模块化信息化”设计工作的要求，特编制本技术规格书。 本文件适用于输油管道工程超声波流量计设备的采购。 本文件包括技术条件、数据单和技术评分表三部分内容： ——技术条件部分为各工程项目通用并统一的技术要求；未经发布单位批准，任何单位或个人不得对该部分进行修改； ——数据单是为了统一各工程项目实际使用，在工程项目使用中填入用于订货的参数；工程项目中的数据单应按照建设项目管理程序，经审批后用于订货； ——技术评分表是为了统一招标投标过程中通用技术组评分标准，在工程项目使用中，可根据工程项目特点进行调整、修改，修改后用于工程项目的技术评分表应按照建设项目管理程序，经审批后方可使用。 本文件与《外夹式超声波流量计技术规格书》CDP-S-PC-IS-023-2009/A相比主要变化如下： ——技术规格书分成了技术条件、数据单和技术评分表三个部分。 本文件由中国石油天然气股份有限公司天然气与管道分公司提出并归口管理。 本文件起草单位：中国石油天然气管道工程有限公司 本文件主要起草人：高原、邓东花、梅斌 本文件评审专家组：孙艳国宋进舟徐毅钟小木候旭张火箭蔡浩辉郭绪明 李晓云李红李国海唐仁烈吕秀杰 本文件由中国石油天然气管道工程有限公司负责具体技术内容的解释。 联系人：高原 联系电话： 本文件在执行过程中，如有任何意见和建议，请反馈至： 中国石油天然气管道工程有限公司北京石油咨询中心 地址：北京市宣武区广安门内大街甲311号院中国石油管道大厦9层邮政编码100053 联系人：陈怡静 联系电话： 。

超声波流量计的测量原理

超声波流量计的测量原理 超声波流量计是工业生产中一个非常重要的特殊控制系统，对工业生产有着重要的意义。目前，超声波流量计被广泛应用到各个工业生产中，用来测量液体流量效果十分显著。本文将对超声波流量计的测量原理进行简述。 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 设静止流体中的声速为c，流体流动的速度为u，传播距离为L，当声波与流体流动方向一致时(即顺流方向)，其传播速度为c+u;反之，传播速度为c-u.在相距为L的两处分别放置两组超声波发生器和接收器(T1,R1)和(T2,R2)。当T1顺方向，T2逆方向发射超声波时，超声波分别到达接收器R1和R2所需要的时间为t1和t2,则湿度传感器探头, , 不锈钢电热管PT100 传感器, , 铸铝加热器, 加热圈流体电磁阀 t1=L/(c+u) t2=L/(c-u) 由于在工业管道中，流体的流速比声速小的多，即c>>u,因此两者的时间差为▽t=t2-t1=2Lu/cc 由此可知，当声波在流体中的传播速度c已知时，只要测出时间差▽t即可求出流速u，进而可求出流量Q。利用这个原理进行流量测量的方法称为时差法。此外还可用相差法、频差法等。 江苏新华宁仪表专业供应电磁流量计、孔板流量计、涡轮流量计、涡轮流量计、差压式流量计、金属管浮子流量计、超声波流量计、靶式智能流量计、V锥流量计等，本着“永守诚信”“创新开拓”的经营理念，竭诚为新老朋友提供优质的产品与服务，精诚合作、共创辉煌！

超声波流量计对管道配置要求

超声波流量计对管道配置要求 锐凌计量 / 2013-09-23 对双向流测量场合的管道配置：所谓“双向流测量”就是指使用同一套超声波流量计实现被测介质正输和反输时的流量测量。也就是说,这个时期正输时的仪表上游就是下个时期返输时的仪表下游。地下储气库或者目前大中型城市通常用作调峰手段的储气罐就需要这种具有双向测量功能的计量仪表。这正是超声流量计独到的特点。因此,当超声流量计应用于双向流测量场合就必须将其“下游”按“上游”的要求进行同等对待,这是实现超声流量计双向、等精度测量的重要前提。 直管段长度要求：为了降低不良流态对测量结果的影响,在流量计上下游安装一定长度的直管段就是一种常见的基本手段。从准确计量的角度来看,上下游直管段长度越长改善流量计测量性能的效果就越明显。但是,测量现场往往由于受场地征用(特别是海上作业平台)、材料供应以及建设施工成本等诸多客观因素的限制,又期望该长度越短越好。因此,兼顾这两方面的愿望并提出最低限度的直管段长度要求也是GB/T18604—2001标准的主要任务之一。 在超声波流量计直管段的配置长度上, AGA·NO·9号报告提出:“尽管制造商推荐的安装作法不尽一致,但一般都要求流量计的上游至少需要5~10D的直管段、下游至少需要3D直管段。 为了体现标准具有可操作性这一特点,根据上述标准或报告的建议,结合国内生产现场的实际情况,同时参考了部分超声流量计生产厂商的意见,在标准中尝试性地给出了一个有关超声流量计上下游直管段长度配置的技术规定或要求,即:在不需安装整流器的情况下,多声道超声流量计上游的最短直管段长度应为10D,下游最短直管段长度应为 5D;如果使用整流器,则整流器的安装位置及相应的配管长度应咨询生产厂商。 超声波流量计对直管段的质量要求 台阶及凸入物:在超声流量计上下游所要求的最短直管段长度范围内(测量管)出现的任何台阶及其它凸入物都将引起被测介质流态的改变,从而增大流量测量的不确定度。但事实上,只要对所用配管进行认真选择,或者采取对管道内壁进行适当镗制,或者根据现场的管道条件对制造厂商提出所用超声流量计必须达到的内径要求等手段,就可以避免各连接点台阶的出现,从而实现直管段与超声流量计之间的等径连接或良好匹配;另外,在施工组装过程中,采取将连接的内壁焊缝打磨平整或适当扩大法兰连接的垫片内圈直径等措施也可以避免凸入物及其它扰动性杂物障碍。因此,对台阶及凸入物的限制既是必要的,也是可行的。②内表面:如果在流量计本体内部及其测量管内壁存在着锈蚀、油污或硫化铁粉等其它附属物,一方面可能会改变测量管道的实际内径,另一方面又可能会增大测量管内壁的平均粗糙度,其次也可能会导致声波(脉冲信号)在表体内壁反射时出现发散和衰减现象。所有这些因素都有可能对测量结果造成严重的影响(ISO/WD17089认为,由此造成的测量偏差有可能超过1%),因此对表体及测量管内表面提出要求和限制也是实现准确计量的基本前提之一。 温度计安装 温度计的安装应主要考虑如下三点:感温元件应有足够的长度,以保证被测介质与测温元件之间有充分的接触面积;②对流态造成的影响尽可能地小;③在正常的测量过程中不会因气流冲刷等原因引起感温元件的折断或其它机械损伤。 声学噪声干扰 超声流量计是一种以声学原理为基础的测量仪表,因此现有的超声流量计对于噪声,特别是对来源于被测介质内部由于高速度、大压差等减压设备造成的超高频噪声,尤为敏感,从而影响到该种流量计的正常运行,为了确保超声流量计的正常工作,最为有效的方法就是远离噪声源或咨询制造厂家。 整流器的作用

固定式超声波流量计(进源说明书)

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

超声波流量计技术要求

1.6流量计 1.6.1供货范围 需求数量：1套 安装形式：分体式 其他要求：供货商应提供现场安装服务 1.6.2流量计订货技术条件 1．流量计主要技术性能参数 ●测量介质：清水 ●介质温度：0℃～+60℃ ●环境温度：-20℃～+60℃ ●管径OD：1200mm ●管材：金属 ●管壁厚度：8mm～14mm ●管壁涂层料： 内壁：水泥砂浆（紧密地涂上内壁） 外壁：环氧煤沥青四油二布 ●涂层厚度：最高15mm ●传感器防护等级：IP68 2．流量计显示装置技术参数 ●工作电源：220V AC ●工作温度：-18℃～+60℃ ●防护等级：IP4X ●精度：双声道0.25-0.5% ●灵敏度：0.003m/s ●线性度：0.15%～0.25% ●数字及图型显示当时流量及总流量 显示：图型 240×128像素，数字 2行×16字符

●输出：RS-232串联口，标准 2个4～20mA模拟输出，标准 2个0～10V模拟输出，标准 ●数据记录：160K～2MB资料库，记录一段时间内的流量及总流量 3.流量计其它性能要求 ●在流速±14m/s内可维持标定的精度，并可显示正反流动方向 ●可测知液体中的含气量（VAER读数）并作出内部补偿 ●双声道设计，可安装在弯头附近，不受液体中的乱流影响 ●高灵敏度0.001ft/s ●自诊功能，显示计量时间的问题，如气泡、讯号值和声速 1.6.3试验与验收 1.6.3.1型式试验 投标商在投标时应提供法定机构有效的型式试验报告。其项目及标准均应符合国家相关标准及规范，并符合本技术规范的要求。 1.6.3.2出厂试验 流量计应作出厂试验，试验项目应符合国家相关标准及规范所规定的全部项目，出厂试验报告随产品一起交付需方。 1.6.3.3现场交接试验与验收 设备材料到达现场后，由安装单位按照国家有关规程与规范进行现场验收试验。试验结果应与产品型式试验和出厂试验结果及其规定值相符，否则由卖方负责。 1.6.4技术资料 1.6.4.1投标方在投标文件中应提供与投标报价有关的技术说明书等技术 资料，以供评标时比较性价比。 1.6.4.2供货商在供货时，应配套提供全套安装使用说明书、产品合格证、 出厂试验报告、装箱单、备品备件一览表及四套图纸资料等。 1.6.4.3卖方在合同签定后15天内提供全套供施工设计用的图纸及技术资 料。

超声波流量计检定规程

附件2： 明渠堰槽流量计型式评价大纲 1范围 本型式评价大纲适用于分类代码为12185000的明渠堰槽流量计（以下简称流量计）的型式评价。 2引用文件 本大纲引用了下列文件： JJG 711-1990 明渠堰槽流量计 GB/T 9359-2001 水文仪器基本环境试验条件及方法 GB/T 11606-2007 分析仪器环境试验方法 GB/T 17626.2电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验 GB/T 17626.3电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验 GB/T 17626.8电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验 JB/T 9329-1999 仪器仪表运输、运输贮存基本环境条件及试验方法 HJ/T 15-2007 环境保护产品技术要求超声波明渠污水流量计 凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。 3术语 3.1 明渠堰槽流量计weirs and flumes for flow measurement 在明渠中利用量水堰槽和水位～流量转换仪表（二次仪表）来测量流量的流量计。 3.2 水位stage 从测量基准点（或零点）高程算起，加上某一水面的距离后所得到的高程值，单位m。 3.3 喉道throat 测流堰槽内截面面积最小的区段。 4概述 4.1工作原理 在明渠中设置标准量水堰槽，液位计安装在规定位置上测量流过堰槽的水位。将测出的水位值代入相应的流量公式或经验关系式，即可计算出流量值。明渠堰槽

流量计的水位与流量呈单值关系。 4.2结构型式 明渠堰槽流量计包括：薄壁堰、宽顶堰、三角形剖面堰、流线型三角形剖面堰、平坦V形堰、巴歇尔（Parshall）槽、孙奈利(SANIIRI)槽、P-B(Palmer-Boulus)槽等槽体及与之配套的液位计和水位、流量显示仪表。 明渠堰槽流量计由量水堰槽和水位～流量转换仪表（二次仪表）所组成。水位～流量转换仪表包括：液位计、换算器和显示器。 为准确计量流量，明渠堰槽流量计还应包括：堰体上游行近段、下游渠槽衔接段和水位观测设施。 量水堰槽有多种形式，如：薄壁堰、宽顶堰、三角形剖面堰、喉道槽等，可根据现场条件、流量范围和使用要求选取。 5法制管理要求 5.1计量单位 流量计应采用法定计量单位。选用的流量计量单位为m3/h、m3/s或m3，温度单位为℃。 5.2 外部结构 流量计应具有防护装置及不经破坏不能打开的封印。凡能影响计量准确度的任何人为机械干扰，都将在流量计或保护标记上产生永久性的有形损坏痕迹。 5.3 标志 5.3.1计量法制标志的内容 试验样机应预留出位置，以标出制造计量器具许可证的标志和编号，流量计型式批准标志和编号以及产品合格印、证。 5.3.2铭牌 铭牌应包括： a）制造商名称（商标）； b）产品名称及型号； c）出厂编号； d）制造计量器具许可证标志和编号； e）工作温度范围； f）在工作条件下的最大、最小流量或流速；

超声波流量计新技术

超声波流量计新技术 ——线性时间放大法 李长奇，马 晶 （中环天仪股份有限公司，天津300384） 摘要：时差法超声波流量计具有非接触测量、无压损、可测不导电介质等优点，因此被广泛应用于各种工业现场。 但由于受到计时器分辨力的影响，测量精度相对较低。而高精度的超声波流量计电路设计困难，而且功耗大，成本高。为此，本文阐述了一种利用线性时间放大法提高超声波流量计时间分辨力的基本原理和电路实现，这种方法可以大大降低电路对于计时器分辨力的要求，而且具有低成本、低功耗、测量精确等特点，可以用来以开发高精度的商用超声波流量计。 关键字：工业自动化仪表与系统；超声波流量计；线性时间放大；分辨力 New Technology of Ultrasonic Flowmeter—Linearity Time Amplifying Method LI Changqi, MA Jing (Zhonghuan TIG CO, LTD, TianJin 300384, China) Abstract: The time-difference-type sonic flowmeter is used in a lot of industry locale widely, owing to it can measure flow untouch,and have no press lose,and can measure unelectric medium.But its precision is lower correspondingly,due to the resolving power of calculagraph.And the sonic flowmeter circuit having high precision design difficulty, furthermore it has a big power expending and high cost.So we expatiate a linear time amplifying method and its circuit design to improve the time resolving power of sonic flowmeter.This method can play down the request of the calculagraph resolving power. Furthermore it has a low cost,a low power expending ,and a high precision.It can be used to empolder high precision sonic flowmeter for business. Keywords: industrial automation instrument and system, sonic flowmeter, linear time amplifying, resolving power 1 引言 时差法超声波流量计是以“速度差法”为原理，通过测量正程和逆程超声波传播的时间差来计量圆管道内流体流量的仪表。在这类仪表中，测量时间的分辨力是流量计的一项重要指标。因为精度一般不会优于分辨力，所以提供分辨力才有可能提供整机精度。 作者简介：李长奇，男，学士，助理工程师，从事工业自动化仪表的研究工作。

超声波流量计正确使用规范

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。