適合于封閉管道污水流量測量的超聲波流量計
1、前言
目前用于污水管道流量計計量的儀表主要有電磁流量計(electro-magnetic flowmeter)和超聲波流量計(ultrascric flowmeter，以下簡稱usf)，其中又以usf為大多數(shù)，就超聲波技術(shù)測量測流量而言，有用于封閉管道的，也有用于明渠的，而用于明渠的usf，是由流槽或堰配超聲波物(液)位計組成，就檢測儀表的類別而言，實質(zhì)上是超聲波液位計，以下就適合于封閉管道測量的 usf談點看法。
2、usf的選用
2.1usf的主要優(yōu)點
(1)usf是一種非接觸式流量計，除具有電磁流量計的優(yōu)點(無壓力損失、不干擾流場、能測量強腐蝕及含雜質(zhì)的介質(zhì))外，還可測量非導(dǎo)電介質(zhì)的流量，而且不受流體溫度、粘度、密度的影響。
(2)通用性好，同一臺表可測不同口徑的管道內(nèi)的介質(zhì)流量。
(3)安裝維修方便，在管道的外測進(jìn)行夾裝就可測量管道內(nèi)液體流量。不需要切斷流體，不影響管道內(nèi)流體的正常流通，安裝時不需要閥門、法蘭、旁通管等，安裝費用低。
(4)特別適用于大口徑管道的流量測量，由于沒有壓力損失，節(jié)能。
2.2usf儀表的選用
根據(jù)作用原理超聲波流量計可劃分為兩大類：傳播速度差法和多譜勒法，傳播速度差法包含相位差法、時間差法和聲循環(huán)法等，就實用性而言，主要是時間差法和多譜勒法。
2.2.1時差式流量計
其原理為如取靜止流體中的聲速為c，流體流動的速度為v，當(dāng)聲波的傳播方向與流體的流動方向一致(順流方向)時，其傳播速度為c+v；而當(dāng)聲波的傳播方向與流體流動方向相反(逆流方向)時，其傳播速度為c-v。時差式流量計便是通過安裝在上、下游的發(fā)射器分別發(fā)出的二個聲波(順、逆流)，計算出在不同流向閉的傳播時差，最后便可測出流體的平均流速。
2.2.2多譜勒流量計
2.2.2.1原理
多譜勒流量計通過過一個探頭，向管內(nèi)連續(xù)發(fā)射固定頻率的超聲波，當(dāng)超聲波遇到隨液體流動的顆粒或氣泡時，其反射波頻率會產(chǎn)生與流速成正比的偏移(doppler效應(yīng))，另 一個探頭接收反射渡信號，微處理器經(jīng)過頻譜分析后，就可以得到管內(nèi)流體的流量數(shù)據(jù)。如果流體介質(zhì)中無固體物或氣泡等，則不會形成多譜勒現(xiàn)象，所以這種流量計特別適合于測量污水、原油、重油等介質(zhì)。
2.2.2.2選用
多譜勒流量計的測量精度一般為±2％，高的可以達(dá)到±10％，流速測量范圍一般在0.02～10m/s，線性度為量程的±
0.5％從表面的技術(shù)指標(biāo)看，這種流量計不如時差式流量計，但在用來測量高含量氣泡或高含量固體的液體時，其精度、穩(wěn)定性、可靠性要優(yōu)于時差式流量計。
目前，多譜勒流量計的主要性能有：
(1)由于采用計算機技術(shù)和*的數(shù)字信號處理技術(shù)，使流量計從模擬處理進(jìn)人了全數(shù)字化處理時代；
(2)可測的介質(zhì)種類多，適合測量各種器材及古有各種內(nèi)村的管道；
(3)采用數(shù)字濾波和數(shù)字頻譜分析，能自動識剮多譜勒信號和噪音，增強了多譜勒信號接收靈敏度和檢測能力，測量精度提高，抗力強；
(4)采用工作于更高能量水平上的大型發(fā)射晶體，流量計能使聲波更有效地穿過管壁材質(zhì)，從而產(chǎn)生更強、更準(zhǔn)確的回波信號，提高儀表的精度、穩(wěn)定性和可靠性；
(5)采用同步調(diào)制和快速付里葉變換技術(shù)測量和分析多譜勒信號，使流量計可測的流速可低至0.02m/s(以往的多譜勒流量計在贏速低于0.15m/s時就無法使用)；
(6)二次儀表功能增強，不僅可顯示多項工藝所需的參數(shù)，還有可編程繼電器可用作泵或閥門的控制，節(jié)省了投資。
2.3可用于污水管道流量計測量的usf
目前國外usf的制造廠家有60印家以上，主要集中在英、美、日、德等國.已有許多國外公司的產(chǎn)品進(jìn)人我國市場，我國usf的起步較晚，70年代才有一些大學(xué)和研究所研箭開發(fā)，現(xiàn)在全國大約有十幾家usf的制造廠家，年產(chǎn)量估計在5000～7000臺，就產(chǎn)品的質(zhì)量來看，國產(chǎn)的usf與國外產(chǎn)品還存在一些差距，下表給出了在國內(nèi)一些用戶中用于測量污水管道流量計且效果較好的產(chǎn)品型號及其部分主要技術(shù)指標(biāo)，需要特別說明的是，時差式流量計雖然可用于測量污水管道流量計，但其使用效果不如多譜勒流量計好。
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目前用于污水管道流量計計量的儀表主要有電磁流量計(electro-magnetic flowmeter)和超聲波流量計(ultrascric flowmeter，以下簡稱usf)，其中又以usf為大多數(shù)，就超聲波技術(shù)測量測流量而言，有用于封閉管道的，也有用于明渠的，而用于明渠的usf，是由流槽或堰配超聲波物(液)位計組成，就檢測儀表的類別而言，實質(zhì)上是超聲波液位計，以下就適合于封閉管道測量的 usf談點看法。
2、usf的選用
2.1usf的主要優(yōu)點
(1)usf是一種非接觸式流量計，除具有電磁流量計的優(yōu)點(無壓力損失、不干擾流場、能測量強腐蝕及含雜質(zhì)的介質(zhì))外，還可測量非導(dǎo)電介質(zhì)的流量，而且不受流體溫度、粘度、密度的影響。
(2)通用性好，同一臺表可測不同口徑的管道內(nèi)的介質(zhì)流量。
(3)安裝維修方便，在管道的外測進(jìn)行夾裝就可測量管道內(nèi)液體流量。不需要切斷流體，不影響管道內(nèi)流體的正常流通，安裝時不需要閥門、法蘭、旁通管等，安裝費用低。
(4)特別適用于大口徑管道的流量測量，由于沒有壓力損失，節(jié)能。
2.2usf儀表的選用
根據(jù)作用原理超聲波流量計可劃分為兩大類：傳播速度差法和多譜勒法，傳播速度差法包含相位差法、時間差法和聲循環(huán)法等，就實用性而言，主要是時間差法和多譜勒法。
2.2.1時差式流量計
其原理為如取靜止流體中的聲速為c，流體流動的速度為v，當(dāng)聲波的傳播方向與流體的流動方向一致(順流方向)時，其傳播速度為c+v；而當(dāng)聲波的傳播方向與流體流動方向相反(逆流方向)時，其傳播速度為c-v。時差式流量計便是通過安裝在上、下游的發(fā)射器分別發(fā)出的二個聲波(順、逆流)，計算出在不同流向閉的傳播時差，最后便可測出流體的平均流速。
2.2.2多譜勒流量計
2.2.2.1原理
多譜勒流量計通過過一個探頭，向管內(nèi)連續(xù)發(fā)射固定頻率的超聲波，當(dāng)超聲波遇到隨液體流動的顆粒或氣泡時，其反射波頻率會產(chǎn)生與流速成正比的偏移(doppler效應(yīng))，另 一個探頭接收反射渡信號，微處理器經(jīng)過頻譜分析后，就可以得到管內(nèi)流體的流量數(shù)據(jù)。如果流體介質(zhì)中無固體物或氣泡等，則不會形成多譜勒現(xiàn)象，所以這種流量計特別適合于測量污水、原油、重油等介質(zhì)。
2.2.2.2選用
多譜勒流量計的測量精度一般為±2％，高的可以達(dá)到±10％，流速測量范圍一般在0.02～10m/s，線性度為量程的±
0.5％從表面的技術(shù)指標(biāo)看，這種流量計不如時差式流量計，但在用來測量高含量氣泡或高含量固體的液體時，其精度、穩(wěn)定性、可靠性要優(yōu)于時差式流量計。
目前，多譜勒流量計的主要性能有：
(1)由于采用計算機技術(shù)和*的數(shù)字信號處理技術(shù)，使流量計從模擬處理進(jìn)人了全數(shù)字化處理時代；
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