Ультразвуковой расходомер жидкости — это бесконтактный прибор для измерения расхода. Он использует ультразвуковые волны для измерения скорости жидкости или газа. Он рассчитывает расход, определяя разницу в скорости распространения звуковой волны в прямом и обратном направлении. Он не имеет потерь давления и широко применяется. Он широко используется в различных системах измерения жидкостей и газов. В настоящее время существует два типа ультразвуковых расходомеров: доплеровский и времяпролетный.
В этой статье мы рассмотрим и проанализируем ультразвуковые расходомеры жидкости, используемые для измерения расхода жидкостей. Ультразвуковые расходомеры жидкости бывают накладными, врезными и встраиваемыми. В число ультразвуковых расходомеров входят портативные ультразвуковые расходомеры.
Понимание ультразвуковых расходомеров жидкости
Ультразвуковой расходомер жидкости — это объёмный расходомер. Он измеряет расход, основываясь на влиянии протекающей среды на скорость ультразвуковых волн (ультразвуковых импульсов). Основные компоненты включают ультразвуковой преобразователь, блок обработки сигналов и систему отображения.
Ультразвуковые расходомеры жидкости обеспечивают бесконтактное измерение. Ультразвуковые расходомеры с накладным датчиком не требуют резки трубы или прерывания потока. Вместо этого датчик просто устанавливается снаружи существующего трубопровода. Это уникальное преимущество ультразвуковых расходомеров среди промышленных расходомеров, что позволяет проводить мобильные измерения.
Ультразвуковые расходомеры жидкости измеряют расход без помех. Они исключают избыточные потери давления и могут измерять непроводящие жидкости. Более того, они подходят для больших круглых и прямоугольных труб и, как правило, не ограничены диаметром трубы. Они являются предпочтительным вариантом, когда невозможно проверить реальный расход.
Портативный ультразвуковой расходомер жидкости
Портативные ультразвуковые расходомеры жидкости используются в системах водоснабжения и газоснабжения в самых разных отраслях. Накладные ультразвуковые расходомеры различаются в зависимости от типа измеряемой среды и области применения.
Портативный ультразвуковой расходомер жидкости с накладным датчиком — это бесконтактное устройство для измерения расхода, использующее накладной датчик. Он измеряет расход, регистрируя воздействие потока жидкости на ультразвуковой луч.
Накладные датчики используют неинвазивный метод установки. Они крепятся непосредственно к внешней поверхности трубопровода, не разрезая и не останавливая поток. Таким образом, они не повреждают конструкцию трубопровода. Они подходят для мобильного мониторинга трубопроводных жидкостей в нефтяной, химической и атомной промышленности. Благодаря своей портативности они отлично подходят для измерения расхода на всей трубопроводной инфраструктуре.
Особенности
- Питание от литиевого аккумулятора. Обеспечивает 50 часов непрерывной работы.
- Бесконтактное измерение. Установка не требует разрыва трубопровода или прерывания потока.
- Точность измерений достигает 0.5–2% полной шкалы. Обеспечены также высокая температурная стабильность и стабильность нуля.
- Адаптивная регулировка усиления сигнала.
- Простота эксплуатации. Просто введите внутренний диаметр, чтобы начать измерение расхода.
Технические спецификации
| Атрибуты | Связанные параметры |
| Точность подачи | Обычно от ±0.5% до ±3% (метод времени пролета обеспечивает более высокую точность). |
| Применимые диаметры труб | Ду15 – Ду6000. |
| Повторяемость | Лучше, чем 0.2%. |
| Требования к прямым трубам | Обычно ≥10D восходящего потока и ≥5D нисходящего потока (многоканальные модели можно сократить до 5D восходящего потока и 2D нисходящего потока). |
| Термостойкость | -50 160 ° C до ° C |
| IP-рейтинг | IP68. |
| Способы установки | Накладной (неинвазивный), вставной и трубный сегмент (для применения в условиях высоких температур или высокого давления). |
| Материалы труб | Сталь, нержавеющая сталь, ПВХ, стекловолокно и другие плотные материалы. |
Как работают ультразвуковые расходомеры жидкости?
Ультразвуковые расходомеры жидкости работают на основе метода времени прохождения и эффекта Доплера.
Метод времени прохождения рассчитывает скорость потока путем измерения разницы во времени Δt между восходящими и нисходящими волнами ультразвуковой волны.
Формула имеет вид v = c²Δt/(2Lcosθ).
c — скорость звука. L — длина пути звука. θ — угол падения звуковой волны.
Расход Q затем рассчитывается как Q = v×A (где A — площадь поперечного сечения трубы).
Метод измерения времени прохождения сигнала обладает высокой точностью, достигающей ±0.5% до ±1%. Он подходит для чистых жидкостей, таких как чистая вода и дизельное топливо.
Метод Доплера использует сдвиг частоты (Δf) ультразвуковых волн, отраженных взвешенными частицами в жидкости, для оценки скорости потока.
Формула имеет вид v = Δf⋅c/(2f₀cosθ) (где f₀ — частота передачи).
Метод Доплера имеет точность от ±1% до ±5%. Он подходит для сточных вод и жидкостей, содержащих пузырьки или частицы.
Ультразвуковые расходомеры жидкости, работающие как на эффекте Доплера, так и на основе времени прохождения, доступны с накладными или вставными датчиками. Они подходят для измерения расхода жидкостей в трубах большого диаметра и труднодоступных местах.
Ультразвуковой расходомер жидкости для воды
Для измерения расхода воды могут использоваться как доплеровские ультразвуковые расходомеры, так и времяпролетные ультразвуковые расходомеры. Однако области их применения различаются.
Ультразвуковые доплеровские расходомеры основаны на эффекте Доплера. Они подходят для измерения расхода жидкостей, содержащих твердые частицы или пузырьки. Однако они не подходят для измерения расхода чистой воды.
Ультразвуковые расходомеры, работающие по принципу времени прохождения, рассчитывают скорость потока, измеряя разницу во времени распространения звуковой волны между восходящим и нисходящим потоками. Они подходят для чистой воды или воды с небольшим количеством примесей.
Однако скорость воды относительно низкая (обычно <5 м/с). Диаметр трубы относительно небольшой (обычно <1 м). Кроме того, уровень воды и скорость потока колеблются незначительно.
Они используют накладной датчик, что устраняет необходимость перекрывать трубу или останавливать поток. Они могут измерять расход жидкостей, содержащих взвешенные частицы или пузырьки, например, питьевой, речной и морской воды.
Ультразвуковой расходомер для дизельного топлива
Дизельное топливо широко используется. Им заправляются крупногабаритные и тяжёлые машины, такие как самосвалы, экскаваторы и погрузчики. Неинтрузивные ультразвуковые расходомеры легко измеряют расход дизельного топлива, не прерывая его подачу. Использование ультразвуковых расходомеров позволяет повысить эффективность систем распределения топлива.
Ультразвуковые расходомеры компактны и легки. Они обеспечивают измерение разницы во времени с точностью ±1%. Они обеспечивают автоматическое сохранение данных, поддерживают различные протоколы связи (MODBUS/HART и др.) и позволяют производить учёт тепла. Эти портативные ультразвуковые расходомеры допускают накладной монтаж и способны измерять пиковый расход до 32 мм/с.
Ультразвуковые доплеровские расходомеры также могут использоваться для контроля расхода топлива, например, дизельного. Они используют эффект Доплера и поддерживают измерение расхода жидкостей с помощью накладных датчиков.
Области применения
Мониторинг промышленных трубопроводов. Ультразвуковые расходомеры жидкости подходят для использования в нефтяной, химической и природоохранной промышленности. Их можно использовать для измерения расхода жидкости в металлических и пластиковых трубах.
Мониторинг окружающей среды. Ультразвуковые расходомеры жидкости также могут использоваться для контроля расхода в открытых каналах или естественных водотоках, таких как питьевая вода, речная вода и промышленные сточные воды. Они поддерживают бесконтактную установку, что предотвращает износ датчика, и обеспечивают точность ±1%.
Измерение расхода воды и сточных вод. Ультразвуковые расходомеры жидкости измеряют расход сточных вод на очистных сооружениях. Они используются для контроля качества воды, расхода и работы систем водоснабжения.
Сложная среда. Поддерживает измерение расхода высокотемпературных (160°C), низкотемпературных (-40°C) и коррозионных жидкостей. Подходит для химического производства, геологоразведочных работ и других применений.
Преимущества ультразвукового расходомера жидкости
- Бесконтактное измерение и отсутствие потери давления
Ультразвуковые расходомеры жидкости обеспечивают неинвазивное измерение с помощью внешнего датчика. Это устраняет необходимость в разрезании труб или контакте с жидкостью. Кроме того, это исключает потери давления, вызванные механическими компонентами.
- Высокая точность и широкий диапазон регулирования
Ультразвуковые расходомеры жидкости обеспечивают точность измерения ±1% и широкий динамический диапазон (например, 30:1). Они рассчитаны на широкий диапазон расходов, от низких до высоких.
- Адаптивность к нескольким жидкостям
Ультразвуковые расходомеры жидкости могут измерять расход как чистых жидкостей, так и газов. Они также могут измерять расход жидкостей с небольшим содержанием примесей и даже непроводящих жидкостей, таких как нефть.
- Широкий диапазон измерения.
Ультразвуковые расходомеры жидкости имеют широкий диапазон измерений, охватывающий диаметры труб от 6 мм до 6 метров.
- Не подвержен влиянию СМИ
Объёмный расход, измеряемый ультразвуковым расходомером жидкости, не зависит от теплофизических параметров измеряемой жидкости, таких как температура, давление, вязкость и плотность.
Какие факторы следует учитывать при установке ультразвукового расходомера жидкости?
1. Состояние трубопровода
Следует выбрать участок трубопровода, заполненный жидкостью. Например, участок с вертикальным восходящим потоком или горизонтальный участок. Избегайте установки в самых высоких или самых низких точках трубопровода.
На входе в трубопровод требуется прямой участок трубы длиной в 10 диаметров. На выходе из трубопровода требуется прямой участок трубы длиной в 5 диаметров. Это может снизить влияние вихревых токов.
2. Место установки
Ультразвуковые расходомеры жидкости следует устанавливать вдали от насосов, клапанов и высоковольтного электрооборудования. Следует избегать механических вибраций и электромагнитных помех для предотвращения помех при измерениях.
3. Требования к окружающей среде
Температура трубы должна находиться в рабочем диапазоне датчика (от -30°C до 160°C). Давление не должно превышать допустимого предела для устройства.
4. Передача сигнала
Перед установкой отполируйте поверхность трубы и нанесите связующее вещество, чтобы обеспечить плотный контакт датчика со стенкой трубы.
5. Настройки параметров
После установки необходимо регулярно проводить техническое обслуживание датчика, проверяя соответствие параметров трубопровода настройкам прибора.
Узнайте больше о: Краткое руководство: Установка ультразвукового расходомера с зажимом
Другие решения для измерения расхода жидкости
Ультразвуковые расходомеры жидкости продолжают оставаться предпочтительным измерительным прибором благодаря своей точности, надежности и широкому диапазону измерений. Преимущество портативных ультразвуковых расходомеров жидкости заключается в их неразрушающей конструкции. Это означает, что нет необходимости врезать трубы или останавливать поток во время установки.
Ультразвуковые расходомеры жидкости обладают множеством преимуществ, таких как высокая точность измерений, широкий диапазон и высокая чувствительность. Они обеспечивают интуитивно понятные показания, просты в эксплуатации и не подвержены повреждениям. Они широко применяются и подходят для труб различных размеров и материалов, особенно для измерения расхода в трубах большого диаметра.
Компания Sino-Inst предлагает широкий ассортимент ультразвуковых расходомеров, включая накладные и доплеровские. Если вам нужен ультразвуковой расходомер жидкости и портативный ультразвуковой расходомер жидкости, свяжитесь с нашими инженерами по продажам!