教程:夹紧式超声波流量计
| 对于传递时间测量，当声脉冲在流体中移动时，换能器之间的距离需要足够远，以产生可测量的共电流和逆流传播时间差异。图片由中央车站蒸汽公司提供。 |
迟早，你会需要知道管道中没有安装适当仪器的部分的流量。超声波流量测量技术是为数不多的几种方法之一，它可以让你在不修改管道的情况下测量通过管道的流量。设计可以夹在外面，直接通过墙壁读取流量读数。虽然这听起来好得令人难以置信，但这项技术已经得到了充分证明，如果使用得当，它确实非常准确。当然，也有限制，有些应用程序比其他应用程序工作得更好。
超声波流量监测有两种基本方法，适用于钳式和永久安装的传感器:
多普勒超声波流量计使用两个换能器，直接安装在彼此对面。他们向流体中发送脉冲，并读取流中携带的粒子反射的声音。移动量表示用于计算流量的流速度。要使它起作用，必须有能够反射脉冲的微粒或气泡。通常，这些颗粒的直径必须至少为100微米(0.004英寸)，并且必须以与流体相同的速度运动。如果液体是透明的，这就行不通了。
渡越时间超声波流量计使用两个传感器，安装在彼此上游一定距离的地方。它们相互发送信号，并且管道中的流体运动在声音传递时间上产生可测量的差异，当它随流和逆流运动时。根据管道直径的不同，信号可以直接在传感器之间传递，也可以从一个壁反弹到另一个壁。(见图表)。像多普勒技术一样，传感器测量流的速度，从而转化为流量。
这两种技术有一些共同的特点:
换能器组适用于各种管道尺寸，从1/2到100英寸。或更大;
过境时间设计通常比多普勒设计更精确
操作温度范围为-40至185°F(-40至85°C);而且,
流体流动是双向的。
它们也有一些共同的局限性:
为了达到最高的精度，上游至少需要10倍直径的直管，下游至少需要5倍直径的直管。再多一点就更好了。弯头、阀门和其他干扰层流的装置会大大降低精度。
管道中必须充满液体，没有截留的气穴。
管道必须是能够传输声音的均匀材料。混凝土、玻璃钢、内衬塑料的金属管等复合材料会干扰声波的传播。
理想情况下，管道内部应该没有沉积物，传感器安装的外表面必须清洁。通过在与管壁的界面上涂上油脂或类似的材料，可以帮助声音的传播。
最好将换能器安装在管道两侧的3:00和9:00位置，而不是顶部和底部。这避免了管道底部的任何沉淀物。
请记住，这些信息是通用的，适用于大多数制造商，但如果有一点是关键的，请务必与特定的供应商讨论。
转换时间设置的传感器之间的距离将根据管道直径而变化。具体请参阅个别说明。
夹紧式超声波流量计有多种来源，包括:
中央车站蒸汽公司www.cadillacmeter.com/ultrasonic/
Dynasonics——www.dynasonics.com/products/doppler.php4
Eesiflo——www.eesiflo.com
GE传感- www.gesensing.com/products/GC868.htm?bc=bc_panametrics
西门子- pia.khe.siemens.com/index.asp ? Nr = 13817
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彼得Welander，过程工业编辑
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