超声波流量计

超声波流量计

一、超声波流量计的工作原理及分类
    超声波流量计是一种利用超声波脉冲来测量流体流量的速度式流量仪表，如果在现场配以温度、压力仪表，经过密度补偿，还可以求得质量流量。当超声波在流动的介质中传播的时候，相对于固定的坐标系统而言（如管道中的管壁），其声波的某些声学特性与静止介质中的声特性是不同的，在其基础上又叠加上了流体的流速信息，因而根据超声波某些声学特性随流速的变化就可以求出介质的流速。
   超声波流量计根据测量原理的不同，种类较多，大致可以分为以下几类： 1. 传播速度法（时差法、相位差法和频差法） 2. 多普勒法 3. 相关法 4. 波束偏移法等。但是目前常采用的测量方法主要有两类：时差法和多普勒效应法。
    同时，根据超声波流量计使用场合不同，可以分为固定式超声波流量计和便携式超声波流量计。
二、超声波流量计的选型应用
    根据原理不同：
1 、多谱勒式超声波流量计的选型
    多普勒法超声波流量计依靠水中杂质的反射来测量水的流速，因此适用于杂质含量较多的脏水和浆体，如城市污水、污泥、工厂排放液、杂质含量稳定的工厂过程液等，而且可以测量连续混入气泡的液体。但是根据测量原理，被测介质中必须含有数量的散射体（颗粒或气泡），否则仪表就不能正常工作。
2 、时差式超声波流量计的选型
    目前生产多、应用范围广泛的是时差式超声波流量计。它主要用来测量洁净的流体流量，在自来水公司和工业用水及江河水、回用水领域，得到广泛应用。时差式超声波流量计此外可以测量杂技含量不高 ( 杂质含量小于 10g/L ，粒径小于 1mm) 的均匀流体，如污水等介质的流量，但不能测量含有影响超声波传播的连续混入气泡或体积较大固体物的液体。在这种情况下应用，应在换能器的上游进行消气、沉淀或过滤。在悬浮颗粒含量过多或因管道条件致使超声信号严重衰减而不能测量时，有时可以试降低换能器频率，予以解决。而且精度可达± 1% 。实际应用表明，选用时差式超声波流量计，对相应流体的测量都可以达到满意的效果。
    条件传播时间差法多普勒法
    适用液体水类 ( 江河水，海水农业用水等 ), 油类（纯净燃油，润滑油，食用油等），化学试剂，药液等含杂质多的水 ( 下水，污水，农业用水等 ) ，浆类 ( 泥浆，矿浆，纸浆化工料浆等 ) ，油类 ( 非净燃油，重油，原油等 )
    适用悬浮颗粒含量体积含量 <1%( 包括气泡 ) 时不影响测量准确度浊度 >50 － 100mg/L
    仪表基本误差带测量管段式 ± (0.5-1)%R ± (3-10)%FS
    固体粒子含量基本不变时± (0.5-3)%
    湿式大口径多声道
    湿式小口径单声道 ± 1.5%R- ± 3%R
    夹装式 ( 范围度 20 ： 1)
    重复性误差 0.1%-0.3% 1%
    信号传输电缆长度 100-300m, 在能保证信号质量的前提下 , 可以小于 100m <30m
    价格较高一般较低
    根据现场工况安装方式
1 、便携式超声波流量计
    便携式超声波流量计具有很大的机动性，适用于临时性测量，主要用于校对管道上已安装其它流量仪表的运行状态，进行一个区域内的流体平衡测试，检查管道的当时流量情况等。如果不作固定安装，而用于这些用途时，选用便携式超声波流量计既方便又经济。便携式超声波流量计既可以使用现场的交流电源，也备有内置充电电池，可以连续工作 5 ～ 10h ［小时］，大大方便了不同场合临时性流量测量的需要。便携式超声波流量计只是为了现场查看当时流量和短时间内的累计流量，故一般无输出信号功能，但为了方便测量不同管道流量，它具有丰富的贮存功能，可以同时存贮数十条不同管道的参数，供随时调出使用
2 、固定式超声波流量计
    固定式超声波流量计用于安装在某一固定位置，对某一特定管道内流体的流量进行长期不间断的计量；固定式超声波流量计要求长期连续运行，所以要使用 220V 交流电源，因定式超声波流量计，通常都有 4-20mA 信号输出等功能，供远传显示使用，但其内部只能存贮一条管道的参数。

手持式超声波流量计

手持式超声波流量计　 TUF-2000H

高精度测量精度达到 ±1%, 线性度 0.5%, 重复性精度 0.2%
体积小重量轻体积 :210×90× 30mm , 重量仅为 0.5kg
非接触式测量将带磁性的超声波流量计传感器吸附在管道外壁 , 即可完成流量测量
测量范围大选用不同型号的传感器 , 可实现口径 DN20 ～ DN6000 管道流量的测量
充电电源内置大容量镍氢充电电池 , 可支持流量计连续工作 12 小时以上
大屏幕液晶显示可同时显示累积流量，瞬时流量，流速，工作状态等。
内置数据记录器内置数据记录器，空间为 24k 字节，可以存储 2000 行的测量数据。

便携式超声波流量计

便携式超声波流量计　 TUF-2000P

高精度测量线性度优于 0.5% ，重复性精度优于 0.2% ，测量精度优于 ±1%
非接触式测量将带磁性的超声波流量计传感器吸附在管道外壁 , 即可完成流量测量
测量范围大选用不同型号的传感器 , 可实现口径 DN15 ～ DN 6000mm 管道流量的测量
支持中英文菜单不同版本的流量计 , 可支持中文或英文菜单 , 方便快捷
充电电源内置大容量镍氢充电电池 , 可支持流量计连续工作 20 小时以上
内置打印机既可实现即时屏幕打印 , 还可以定时打印提前设定的多达 20 余项的测量结果。
内置数据记录器可将提前设定的多达 20 余项的测量结果上传至计算机或联网通讯

超声波流量计

固定分体式超声波流量计　 TUF-2000S

高精度测量线性度优于 0.5% ，重复性精度优于 0.2% ，测量精度优于 ±1%
测量范围大选用不同型号的传感器 , 可实现口径 DN15 ～ DN 6000mm 管道流量的测量
支持中英文菜单不同版本的流量计 , 可支持中文或英文菜单 , 方便快捷
可靠性高采用低电压、多脉冲发射电路，测量精度、使用寿命及可靠性大幅提高
抗干扰能力强采用双平衡信号差分发射、接收电路，有效抵御变频器，电视塔高压线等强干扰源
强大的记忆功能　自动记忆前 64 日、前 64 月、前 5 年的累计流量，自动记忆前 64 次来电和断电时间和流量，自动记忆前 64 日流量计的工作状态是否正常。

超声波流量计

基本型固式超声波流量计　 TUF-2000B

• 高精度测量线性度优于 0.5%, 重复性精度优于 0.2%, 测量精度优于 ±1%

• 测量范围大选用不同型号的传感器 , 可实现口径 DN15 ～ DN 6000mm 管道流量的测量

• 防护等级高采用全灌胶防水工艺一次表防护等级可达到 IP68 ，可浸入水下 2 米工作

• 操作方便既可用磁性棒在一次表上浏览参数，出可通过二次表用中文进行参数再设定或显示

• 多重显示一次表在测量点即可完成测量，一次表可循环显示累积流量、瞬时流量、流速等参数，二次表可中文显示 100 余项菜单

• 传输距离远　组网快捷一次表与二次表（或计算机）之间采用 RS-485 总线通讯，采用普通电缆即可，传输距离可达 1000 米以上，组网方便、快捷。这种传输方式抗干扰能力强，解决了分体式超声波流量计专用电缆成本高、抗干扰能力差、传输距离短等问题。

超声波热量表

电池供电型超声波热量表　 TUC-2000W

多种供电方式单节 3.6V 锂电池可工作 6 年，采用两线制 4-20mA ， RS232 、 RS485 输出式，无需电池也可正常工作
防护等级高防护等级可达到 IP68 ，可浸入水下 2 米工作
通用型设计管段长度按普通机械式水表的长度设计，方便替换
结构坚固测量管段采用精密铸造工艺，无泄漏，无压力损失和活动部件，十年免维护设计
测量范围大选用不同型号的传感器 , 可实现口径 DN15 ～ DN6000 管道流量的测量
人性化设计磁性棒操作，内部双按键，操作方便；故障自诊断，图形化故障指示器；循环显示正、负累积流量、瞬时流量、流速等
超声波流量计常见问题问答
(1) 超声波流量计的显示测量正常的R ，并且收到的信号强度和信号良度都很好，被测管道的流体一直在流动，而此时流量计的流量一直显示为0.0000，这是什么原因？
使用者有可能在有流体流动的情况下使用了静态置零操作；解决办法是进入M43号窗口清除静态置零零点选择是（YES）。
(2) 超声波流量计显示的流量数据比管道是流量小或者大，这是什么原因？
（a）在M44窗口中进行了错误的设置；解决办法是进入M44号窗口输入数值0。
（b）传感器安装的不正确。
（c）流量计存在一个零点，在确认管道内的流体静止的情况下，进入到M42号窗口中进行静态置零操作。
（3）超声波流量计机内电池剩余电量的工作时间没有达到M07号窗口中显示时间
长度。
（a）电池的充放电次数已经达到了使用寿命，需要更换。
（b）新更换的充电电池可能与软件计算程序不配套，软件需要升级，请与厂商联系。
（c）电池在充电的过程中，被中断过很多次，导致电池未能充满电。
（d）机内电池剩余电量的工作时间确实与实际的工作时间有差异，特别是电池两端电压在3.70-3.90v之间时。所以机内电池剩余电量的工作时间仅供使用者参考。

超声波流量计超声波热量表常规测量时需要输入参数：

1. 管道外径

2. 管壁厚度

3. 管材

4. 衬材参数（如有的话，可包括衬里厚度和衬材声速）

5. 液体类型

6. 传感器类型（因为主机可支持多种不同传感器）

7. 传感器安装方式

上述参数条件的输入步骤一般遵循下列设置步骤：

1. 键入 MENU 11 进入 11 号窗口输入管壁厚度后键入 ENT 键；

2. 键入 ▼/- 进入 12 号窗口输入管壁厚度后键入 ENT 键

3. 键入 ▼/- 进入 14 号窗口 ENT ， ▲/+ 或 ▼/- 选择管材后键入 ENT 键；

4. 键入 ▼/- 进入 16 号窗口 ENT ， ▲/+ 或 ▼/- 选择衬材后键入 ENT 键；

5. 键入 ▼/- 进入 20 号窗口 ENT ， ▲/+ 或 ▼/- 选择流体类型后键入 ENT 键；

6. 键入 ▼/- 进入 23 号窗口 ENT ， ▲/+ 或 ▼/- 选择传感器类型后键入 ENT 键；

7. 键入 ▼/- 进入 24 号窗口 ENT ， ▲/+ 或 ▼/- 选择安装方式后键入 ENT 键；

8. 键入 ▼/- 进入 25 号窗口，按所显示的安装距离及上步所选择的安装方式安装好传感器

9. 键入 MENU 01 进入 01 号窗口显示测量结果。

键入 MENU 08 如果窗口显示“ *R” 表示工作正常。

MENU 90 �

信号强度和信号质量

本窗口只用于显示仪器所检测到的上下游的信号强度和

信号质量 Q 值。

信号强度用 00.0 ～ 99.9 的数字表示。 00.0 指示没有收到信号， 99.9 表示大信号。正常工作情况下，信号强度应≥ 60.0 。

信号质量 Q 值用 00 ～ 99 的数字表示， 00 表示差， 99 表示好。一般正常工作条件

是信号质量 Q 值 >60 。

MENU 91 �

传输时间比

本窗口显示 TUF/TUC-2000 按用户条件计算得到的传输

时间与实际测得的传输时间的百分比值。正常工作情况下该值为 100 ± 3 ％，如相差太大，用户应该检查输入参数（管道外径、壁厚、材质等）是否正确，特别是流体的声速是否准确，传感器安装位置是否合适。

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流体声速

本窗口显示机器检测到的流体的声速，一般正常工作下

此值要近似等于 M21 窗口输入流体声速中用户所输入的值，如果两者差别较大，则传感器安装点或 M21 窗口中数据有误。

热量测量需要设定菜单

05	显示热流量 / 总热量
06	显示温度输入 T1 ， T2
84	选择热量单位
85	选择温度信号来源
86	热容量
87	热量累积器开关
88	热量累积乘积因子
89	显示当前温差及设置温差灵敏度