超声流量计的原理及设计

超声流量计的原理及设计

?今天为大家介绍一项国家发明授权专利——超声流量计。该专利由恩德斯＋豪斯流量技术股份有限公司申请，并于2016年8月17日获得授权公告。?

?内容说明

?本发明涉及一种超声流量测量装置，其包括具有直测量管轴线的测量管、用于在第一信号路径上发射声信号的发射器、用于在第一信号路径上接收声信号的接收器和至少一个第一反射面，在每种情况中，在第一信号路径上声信号在第一反射面被反射至少一次，其中入射到第一反射面的声信号和在第一反射面被反射的声信号沿着第一信号路径的直分段行进。

?发明背景

?超声流量测量装置广泛应用于过程和自动化技术中。它们可以很容易地确定管道中的体积流量和/或质量流量。

?已知的超声流量测量装置通常根据行程时间差原理进行工作。超声波利用所谓超声换能器生成，并被相应地接收。为此，超声换能器被牢固设置在相

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 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。

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。

超声波流量计工作原理及常见问题概述

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)

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。

(完整word版)超声波流量计原理分类及详细说明

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)、

GE超声波流量计按键操作说明

. 超声波流量计检修规程GE 进入主菜单，屏幕会显示ESC、ENTER、：进入菜单5秒内依次按ESCglobal（通道）或enter进入编程菜单，会显示channel program（编程），按（公共）可通过左右键选择需要进入的菜单菜单，通过左右键至画面显示channel单位设置：通过以上操作进入进入，可选择需要的单位。system，按enter进入主菜单，用左右键至显示、、ENTERESC管道参数设置：ESC进入，左右channel菜单，按enterprogram，按enter进入，用左右键至显示（探头型号），enter进入，显 示transducer number键至画面显示pipe，按（管道外径），输入管道外enter，显示pipe OD通过上下、左右键输入**，按，按pipe wall thickness，输入管道壁厚***mm径***mm，按enter，显示，)*内径，显示path length P(P值：即两个探头之间的直线距离，P=√2enter***mm，按enter，显示输入Axial length L（L值：两探头在流体方向上的轴向离，L=内径），输入***mm，按enter，显示fluid type（流体类型），通过左右键选择流体，按enter，至显示reynolds correction，按左右键选择active，按enter，至显示calibration factor（校正因子），按enter返回channel菜单。以上设置好运行正常后一般不用更改。 4-20mA输入设置：ESC、ENTER、ESC进入主菜单，用左右键至显示program， 按enter进入，用左右键至显示global菜单，按enter进入，左右键至显示I/O（输入/输出），按enter进入，用左右键至显示option，按enter进入，显示slot0，按enter进入，用左右键选择4-20mA，按enter，显示measurement parameter，用左右键选择volume（瞬时流量），按enter，输入4mA和20mA对应量程。 屏幕显示设置：ESC、ENTER、ESC进入主菜单，用左右键至显示program，按enter进入，用左右键至显示global菜单，按enter进入，左右键至显示LCD，按enter进入，显示#of LCD parameter（显示参数数量），一般选择4个参数，按enter，通过左右键来分别选择4个想显示在住界面的参数，一般都选择瞬时流量volume、累积流量total+、声速soundspeed、信号强度signal strength up或signal strength down（两个值基本相同）。 6、维护及故障处理 GE XMT868I维护量非常低，常规维护为6-12月一次：检查探头端面，添加耦 合剂，具体时间间隔根据现场情况定。 故障代码：E0：无故障 E1：信号太低（检查参数设置，检查连接电缆，检查探头是否清洁） E2：声速错误（检查安装情况，检查参数设置） .

双声道超声波流量计说明书

NO：10-01005 LF-UF200型管段式 双声道超声波流量计 使用说明书 大连罗孚精工仪表有限公司

1 概述 (3) 1.1 LF-UF200产品简介 (3) 1.2 LF-UF200参数 (3) 2 UF200安装 (4) 2.1 安装准备 (4) 2.2 接线说明 (4) 3 PT-SCAN软件操作 (5) 3.1 PT-SCAN 软件安装 (5) 3.2 PT-SCAN 主功能菜单 (6) 3.3 安装配置功能（SETUP） (7) 3.4 流量输出设置功能（FLOW CONFIG） (9) 3.5 流量计校准功能（CALIBRATION） (10) 3.6 监控功能（MONITOR） (12) 3.7 嵌入式软件升级 (13) 4 LF-UF200面板操作 (14) 4.1-UF200面板构成 (14) 4.2 密码输入 (16) 4.3 参数设置 (16) 4.3.1 F-cFG(流量配置) (17) 4.3.2 SEtUP(快速配置) (17) 4.3.3 StAtE(运行状态) (18) 4.4 快速使用指南 (18) 4.4.1 使用键盘 (18) 4.4.2 使用PT-SCAN软件 (19) 4.5 LF-UF200输出校正 (19) 5 UF200通讯 (20) 5.1 LF-UF200通讯协议 (20) 5.2 MODBUS通讯地址表 (21) 6 UF200仪表维护及检修 (23) 6.1 正常维护 (23) 6.2 异常情况诊断和排除 (23) 6.3 技术支持与售后服务 (24) 6.4 LF-UF200的保修说明 (24) 附录 (25) A 常用液体性质表 (25) B 水温声速表 (30)

超声波流量计原理、类型及应用

超声波流量计原理、类型及应用 超声波流量计 一、超声波流量计的基本原理及类型 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

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。

超声波流量计说明书

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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。

超声波流量计原理论文

自 动 化 仪 表 之 超 声 波 流 量 计 的 认 识 电气与控制工程学院 测控技术与仪器0902班 姓名：雷军 学号：0906070225

超声波流量计原理 摘要 本文阐述了超声波流量计常用的时差法、多普勒法的测流原理，以及超声波流量计的分类。通过实际测流应用并与流速仪所测的流量结果做了对比分析，得出超声波流量计无论在测流准确度还是在测流精度上都比其它的测流设备高，而且具有其它测流设备所不具备的实时在线和数据远传的优越性能。 一、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。 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。超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，超声波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、

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： 。

超声波流量计的设计毕业设计论文

毕业设计说明书超声波流量计的设计

目录 1 绪论 (1) 1.1 超声波流量测量技术发展概述 (1) 1.2 常用流量计类型和性能比较 (2) 1.3 超声波流量计的特点和用途 (3) 1.4 超声波流量计 (3) 1.4.1 多普勒超生波流量计 (4) 1.4.2 时差法超生波流量计 (4) 2 超声波流量计原理 (5) 2.1 超声波简介 (5) 2.1.1 超声波的频率 (5) 2.1.2 超声波的发生 (5) 2.2 研究超声波流量计测水量需用：时差法 (5) 3 时差法超声波流量计的总体设计 (7) 3.1 流量计设计参数 (7) 3.2 换能器的安装 (7) 3.3 测量原理 (8) 3.3.1 声学原理 (8) 3.3.2 测时原理 (9) 3.4 系统硬件框图 (11) 4 时差法超声波流量计的硬件设计 (13) 4.1 超声波换能器的选择 (13) 4.2 超声波发射/接收电路 (13) 4.2.1 超声波发射电路 (14) 4.2.2 超声波接收电路 (15) 4.2.3 采样保持电路 (18) 4.2.4 电压比较电路的设计 (20) 4.2.5 切换控制电路 (21)

4.3 信号采集及控制电路 (21) 4.3.1 从单片机的选取 (21) 4.3.2 电路设计 (22) 4.4 信号处理及人机接口电路 (22) 4.4.1 主单片机系统方案 (22) 4.4.2 数据存储电路 (24) 4.4.3 键盘电路 (24) 4.4.4 时钟电路 (25) 4.4.5 液晶显示电路 (26) 4.4.6 与从单片机通信接口 (27) 4.4.7 与PC机通讯接口 (28) 4.5 硬件抗干扰设计 (29) 4.5.1 干扰的来源 (29) 4.5.2 抗干扰措施 (30) 5 时差法超声波流量计的软件设计 (31) 5.1 主单片机软件设计 (31) 5.2 从单片机部分软件设计 (32) 5.2.1 从单片机软件流程图 (32) 5.3 单片机软件抗干扰措施 (33) 5.3.1 数据采集误差的软件对策 (33) 5.3.2 控制状态失常的软件对策 (33) 6 系统误差分析 (34) 6.1 系统误差分析 (34) 6.1.1 误差基本理论 (34) 6.1.2 误差产生因素 (35) 7 结论 (40) 参考文献 (41) 致谢 (43)

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

(完整版)超声波流量计设计方案及分析1毕业论文

1.引言 研究利用超声波测量流体流量已经有数十年的历史了。1928年，法国人0.Rutten研制成功了世界上第一台超声流量计。但为了使超声波流量计有一定的精度，时差法超声波流量计要求对时间的测量至少有10mS，这在当时是很难做到的。1955年，应用声循环法的MAXSON 流量计在美国研制成功，用于航空燃料油流量的测量。50年代末期，超声波流量计由理论研究阶段进入工业应用时期。但由于电子线路太复杂而未占有牢固的地位[1]。 进入20世纪的70年代以后，由于集成电路技术的飞速发展，高精度的时间测量成为一件轻而易举的事，再加上高性能、工作非常稳定的锁相技术(PLL)的出现与应用，使得超声波流量计的可靠性得到了初步的保证，同时为了消除声速变化对测量精度的影响，出现了频差法超声流量计。锁相频差法测量周期短，响应速度快，而且几乎完全消除了声速对测量精度的影响，因而这种方法成为测量大管径大流量超声流量计的主要方案，缺点是测量小管径小流量时精度得不到保证。同一时期，前苏联科技工作者对管道内流体的流速分布规律作了大量深入细致的研究，指出管道内流体流动存在两种状态：层流状态和紊流状态，并给出了层流状态下的理论计算公式，为超声波流量计进一步提高测量精度打下了坚实的理论基础。至此，超声波流量计的研究和应用才蓬勃发展起来，超声流量计的种类也越来越多，相继出现了波束偏移法、多普勒法、相关法及噪声法等。其中波束偏移法是利用超声波在流体中传播时因流体流动产生的波束的偏移量的大小来测量流量，这种方法灵敏度低，只能用来测量大管径大流量;多普勒法利用不纯净流体中散射体的多普勒频移来测量流量，特别适用于

不纯净流体的流量测量；相关法利用相关技术来测量流量，测量精度高，适用范围广，但相关流量计线路复杂，价格昂贵，一般只在要求较高的场合使用；噪声法则通过检测流体中的噪声来测量流量，这种方法线路简单，价格便宜，但精度低，只能在要求不高的场合使用。 到了80年代中后期，单片机技术的应用使超声流量计向高性能、智能化的方向发展。由于使用了单片机作中央处理单元，系统不仅可以进行复杂的数学运算和数据处理、进一步提高了超声波流量计的测量精度，而且还能设计出友好的人机界面，使系统具有参数设置、自动检错排错功能以及其他一些辅助功能，大大方便了用户的操作和使用。单片机在超声流量计中的应用，是超声流量计开始真正进入工业测量领域。 2课题研究背景 2.1超声波流量计的现状 近10年来，基于高速数字信号的处理技术与微处理器技术的进步，基于新型探头材料与工艺的研究，基于声道配置及流动力学的研究，超声流量测量技术取得了长足的进步，显示了它强劲的技术优势，形成了迅猛发展的势头，其潜在的巨大的生命力是显而易见的。 超声流量测量技术的基本原理是利用超声波在流.体中传播时所载流体的流速信息来测量流体流量的。超声波流量计一般.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。超声波换能器将电能转换为超声波能量，将其发射并穿过被测流体，接收换能器接收到超声波信号，经电子线路放大并转换为代表流量的电信号，供显示和积算，这样就实现了流量的检测显示。 在国外，以美国Controlotron公司和Ploysonics公司为代表的产

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；

超声波流量计说明书简易版

§ 1.3 工作原理 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，其传播时间的变化正比于液体的流速。零流量时，两个传感器发射和接收声波所需的时间完全相同（唯一可实际测量零流量的技术），液体流动时，逆流方向的声波传输时间大于顺流方向的声波传输时间。 § 1.4典型用途 携带式超声波流量计/能量表用于测量各种能够传导超声波的单一均匀的液体的流量及热量。 携带式超声波流量计采用非接触测量方式，测量范围大，没有活动机械部件，不受系统的压力和恶劣环境的影响，已成功应用于水、纯水、海水、污水、化工液体、江河水、燃料油等流体的计量工作中。标准传感器的上限温度为110oC ，超过此温度请与厂家或供应商联系。 携带式超声波能量表广泛应用于制冷、供热、换热器、冷冻机、锅炉等行业系统能量消耗行的计量。 2．主机操作快速入门 § 2.1 如何开关机 按 On 键3秒打开流量计的电源，按 Off 键3秒关闭流量计的电源。 § 2.4 键盘及常用菜单的快捷操作 § 2.4.1 16键键盘 0 － 9 和 . 键用于输入数字或菜单号； ?键用于左退格或删除左面字符； 一菜单， 在输入数字时，相当于正、负号键； MENU 键（简称为M键）用于访问菜单， 先键入此键后再键入两位数字键，即可进入 数字对应的菜单窗口； ENT 键, 为回车键，也可称为确认键， 用于“确认”已输入数字或所选择内容。另 一个功能是在输入参数前按此键用于进入“修改”状态。 超声波流量计/热量表采用了窗口化软件设计，访问窗口的快捷方法是在任何状态下，键入MENU 键，再接着键入两位数的窗口地址码。例如欲输入或查看管道外径参数，窗口地址为11，键入MENU 1 1 即可。 访问窗口的另一种方法是移动访问，使用按键▲/+ 和▼/- 及 ENT 键，例如当前窗口为66，键入▲/+ 即进入窗口65，再键 入▲/+ 进入窗口64；键入▼/- 后，又回到窗口65，再键入▼