超声波流量计

【超声波流量计原理】

超声波流量计（以下简称USF）是通过检测流体流动时对超声束（或超声脉冲）的作用，以测量体积流量的仪表。声波在流体中传播，顺流方向声波传播速度会增大，逆流方向则减小，同一传播距离就有不同的传播时间。利用传播速度之差与被测流体流速之关系求取流速，称之传播时间法。为实现流量（流速）测量，首先需要有一个发射超声波的换能器（俗称超声波探头） ，通常采用石英等材料制成的压电元件作为换能器。发射超声波时是利用负压电效应，即利用高频电脉冲的作用，使压电晶体高频振动，从而发出脉冲变化的高频压力波（即超声波） 。超声波以某一角度射入流体中传播，然后由装在管道对面的接收换能器接受。接受换能器则利用正压电效应，将高频压力波又转换成高频的电脉冲信号。

超声波流量计流量公式如下：

【流量计产品参数】

 产品名称：  超声波流量计；
 适用介质：  水、污水、海水、油、酒精等均匀液体，浊度≤20000ppm, 颗粒≤1mm
 管径(DN)：  DN15～DN6000mm至更大
 管道材质：  钢、不锈钢、铸铁、PVC、铜、铝、水泥管等，允许有衬里
 工况温度：  -20～+120℃
 测量精度：  ±1.0%
 流速范围：  0～±10m/s
 供电方式：  24VDC；220VAC；
 输出信号：  4～20mA；OCT脉冲；
 供电方式：  24VDC / 220VAC
 显示内容：  双排液晶显示累积流量、瞬时流量；
 安装方式：  外夹式；插入式（DN80 及以上）。
 安装要求：  前后直管段要求：前10D后5D（D为公称通径），距泵出口>30D。
 传感器型式：  外夹式传感器（小型：15mm～100mm；中型：50mm～700mm(标准配置)；大型：300mm～6000mm）
 主机型式：  一体式；标准/防爆式壁挂式；盘装式；便携式；手持式

【超声波流量计特点】
 ◆精度高，性能可靠，可测量正反向流量；
 ◆可作为非接触测量，无压力损失；
 ◆无可动部件，始动流量低，量程比宽；
 ◆传感器有管道式、插入式、夹装式多种安装方式满足不同需求；
 ◆可移动测量：便携式、手持式、选配不同口径传感器，满足移动测量需求；
 ◆适用管道范围宽:DN15~6000mm或更大
 ◆ 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;
 ◆ 便携式超声波流量计方便手提携带，内置镍氢充电电池可连续工作10小时以上。

【超声波流量计传感器的安装】

1. 选择充满流体的材质均匀质密、易于超声波传输的管段，如垂直管段（流体向上流动）或水平管段。
2. 安装距离应选择上游大于10倍直管径、下游大于5倍直管径以内无任何阀门、弯头、变径等均匀的直管段，安装点应充分远离阀门、泵、高压电和变频器等干扰源。
3. 避免安装在管道系统的最高点或带有自由出口的竖直管道上（流体向下流动）；
4. 对于开口或半满管的管道，流量计应安装在U型管段处（即管道低点）；
5．充分考虑管内壁结垢状况，尽量选择无结垢的管段进行测量。实在不能满足时，需把结垢考虑为衬里以求较好的测量精度。
6．安装超声波流量计要保证测量点处的温度和压力在传感器可工作范围以内。
7．安装超声波流量计两个传感器必须安装在管道轴面的水平方向上，并且在轴线水平位置±45o范围内安装，以防止上部有不满管、气泡或下部有沉淀等现象影响传感器正常测量。如果受安装地点空间的限制而不能水平对称安装时，可在保证管内上部分无气泡的条件下，垂直或有倾角地安装传感器。
8．选择管材均匀密致，易于超声波传输的管段。

9.外夹式传感器的常用安装方法

a、V法安装
V法一般情况下是标准的安装方法，使用方便，测量准确。可测管径范围为15mm至大约400mm；安装探头时，注意两探头水平对齐，其中心线与管道轴线水平。

b、Z法安装
当管道很粗或由于液体中存在悬浮物、管内壁结垢太厚或衬里太厚，造成V法安装信号弱，机器不能正常工作时，要选用Z法安装。原因是；使用Z法时，超声波在管道中直接传输，没有折射（称为单声程），信号衰耗小。Z法可测管径范围为100mm至6000mm。实际安装流量计时，建议200mm以上的管道都要选用Z法（这样测得的信号****）

【超声波流量计选型说明】

STV-2000-□□□ □-□ □□□-□□　
 　　         │││ │ │ │││
　 　         │││ │ │ ││└─ 8、输出方式
　 　         │││ │ │ │└── 7、通讯接口
　 　         │││ │ │ └─── 6、供电方式
　 　         │││ │ │                 
　 　         │││ │ └──────5、管道材质
                 │││ │                  
　 　         │││ └───────4、测量管径
                 │││                         
                 ││└──────── 3、传感器型式
　 　         │└───────── 2、主机形式         
                 │      
　 　        └────────── 1、安装方式  
                         
1、安装方式：B：固定式； S：分体式； W:一体式水表；BH：一体式热量表
2、主机形式：W：壁挂型；S：盘装型；D：隔爆型；P:便携式；H:手持式     
3、传感器型式：B1/B2/B3/B4/B5：外夹式小型、中型、大型、高温小型、高温中型传感器；    
               C1/C2：标准型/加长型插入式传感器

* 固定式没有2和3选项参数

*************************此后为可选参数************************************

4、测量管径；（mm）
5、管道材质：0 碳钢；1 不锈钢；2 铸铁；3 玻璃钢；4 PVC；5 水泥；6 其他；
6、供电方式：A、220VAC；D、9~36VDC；B、内置锂电池
7、通讯接口：R、RS485(支持modbus协议）；H、HART协议
8、输出方式：I、4-20mA；P、OCT脉冲输出； K、继电输出
9、传感器线缆长度：（m）

【选型示例】STV-2000-SWB2-300-2ARI-10：上太仪表STV-2000系列分体式超声波流量计，壁挂型主机，标准外夹式传感器（适用DN50~700mm管径），公称通径DN300，管道材质铸铁，供电方式220VAC，RS485通讯，4-20mA输出，传感器线缆长10m。

 STV系列超声波流量计选型样本

 STV系列超声波流量计使用说明书2015