8.2超声波流量计（课件）-《传感器检测技术》同步教学（电子工业版）

模块八 流量测量 本模块研究测量单位时间流过某截面积的气、液、固体等流体数量的流量传感器 。 LOGO 模块八 流量测量 流量是重要的过程参数。测流量用的传感器称为流量计，流量测量和流量计在工业生产和日常生活中都发挥着重要作用。如加油站利用流量计掌握所加油液的数量，供水、供气中用流量计测量供气量。 加油机及流量计 煤气表 LOGO 课题一 涡轮流量计 课题二 超声波流量计 课题三 电磁流量计 课题四 差压式流量计 模块八 流量测量 LOGO ◆ 知识目标： ¤ 掌握流量计的特点、适用条件　 ¤ 熟悉流量计的结构和工作过程 ¤ 熟悉各类流量计的技术参数 ◆ 技能目标： ¤ 掌握各类流量的选型、安装、使用方法 学习目标 LOGO 管道泄漏的监测关乎管道运输安全。输油管道监测要求流量监测的灵敏度好、定位准确度高。本课题要求根据使用场合选取合适的流量计，将流量计与其它设备正确连接和调试。 [任务提出] 课题二 超声波流量计 LOGO 长输油管道泄漏监测设备要求准确性高，减少误报警；灵敏性高，能监测多种泄漏；实时性好，迅速监测泄漏发生；定位精度高，提供准确泄漏位置；易维护，维修调整容易。瞬态脉动流量的测量通常采用响应速度快的超声波流量计。 [任务分析] [任务分析] LOGO 超声波流量计具有响应速度快、非接触式、对流体不产生扰动和阻力等特点，在大口径管道计量中得到广泛应用。搞清如何选择超声波流量计和如何安装、使用是完成任务的关键。 LOGO 1、一般特点 解决了大管径、大流量及水渠流量测量的困难； 对介质几乎无要求。 测量准确度几乎不受被测流体温度、压力、密度、粘度等参数的影响。 测量范围度宽，一般可达20：1。 [相关知识] 一、基础知识 超声波流量测量是接收穿过流体的超声波信号检测流体流速，并换算成流量的测量方法。 LOGO 2、基本概念 多通道 多声道 二、超声波流量计分类 1、按照测试原理分类 速度差式超声波流量计 根据超声波在流体中顺流传播时间与逆流传播时间之差与被测流体流速关系获得流速（流量）的方法。按所测物理量不同，有时差式、相位差式和频差式。 LOGO 超声波信号沿顺流方向和逆流方向传播速度不同，对于同一传播距离有不同的传播时间： 顺流方向超声波的传播时间为： 逆流方向的传播时间为： 则 LOGO 流量 可见：在管道条件一定、测量条件一定、声速一定时，流体的流量与传播时间差成正比，可制作出超声波流量传感器。 LOGO 多普勒式超声波流量计 利用多普勒效应来测定流体流量的流量计。适用于非满管、明渠、水槽流量的测量及含悬浮物颗粒和气泡比较多的场合，不宜用于洁净液体测量。 设流体的流速为V，超声波声速为C ，发射频率为fA ，接受频率为fB ，则 LOGO 所以，在其它条件确定后，流速V和多普勒频移fD成正比。通过测量fD，就可以得到流体的流速，再根据管道流体的截面积，可求得体积流量。 2、按照使用场合分类 可分为固定式超声波流量计和便携式超声波流量计 固定分体式 固定一体式 手持式 便携式 LOGO 主要区别为： 适用场合不同 供电方式不同 输出方式不同 3、按照换能器供电方式不同分类 外贴式 管段式 插入式 LOGO 三、超声波流量计的选用 在熟悉常用流量计的特点，掌握被测流体性质、流速分布情况、管路安装地点及对测量准确度的要求等因素的基础上选择。 1、常用超声波流量计特点 多普勒式超声波流量计只能测量含有适量悬浮颗粒或气泡的流体，对被测介质要求苛刻。不同厂家的仪表性能和要求也不完全一样。 便携式超声波流量计适用于临时性测量，如对比管道上已安装其它流量仪表的运行状态、进行某区域内的流体状况测试、检查管道的当时流量等。 LOGO 时差式超声波流量计主要用来测量洁净流体和杂质含量不高的均匀流体。 管道式超声波流量计适用于流量测量精度要求高的中小管路流量测量。 插入式超声波流量计适于有足够的安装空间的场合，可彻底消除管衬、结垢及管壁对超声波信号衰减的影响，提高测量稳定性，减小维护工作量，可实现不断流测量。 LOGO 2、被测流体性质 了解介质是水还是其它流体，搞清其粘度系数和透射声波的能力，是否含气泡和固体微粒及含量多少等。 3、流道条件及其对测量精度的要求 对于管道、管渠、明渠和河流应选择对应的流量计。测量精度还与测量原理、仪器布置位置有关。 4、流量计使用目的和功能要求 用于固定流量监测或收费计量场合下的流量计；对测量精度要求不高、移动使用的超声波流量计；用于压力管道漏水监测的超声波流量计…。 LOGO 四、超声波流量计的使用 超声