1. Arbeitsprinzip vonUltraschall-Durchflussmesser
Ultraschall-Durchflussmesser besteht aus drei Teilen: Ultraschallwandler, elektronischer Schaltkreis und Durchflussanzeige- und Akkumulationssystem. Der Ultraschall-Sendewandler wandelt elektrische Energie in Ultraschallenergie um und gibt diese an das zu messende Fluid weiter. Die Ultraschallwelle wird durch die Flüssigkeit zum Empfänger übertragen. Das vom Empfänger empfangene Ultraschallsignal kann die Durchflussmenge des Fluids erkennen. Der Stromkreis wird verstärkt und in ein elektrisches Signal umgewandelt, das die Durchflussmenge darstellt und der Anzeige und dem Totalisator zur Anzeige und Totalisierung zugeführt wird. Auf diese Weise werden die Strömungserkennung und -anzeige realisiert. Piezoelektrische Wandler werden häufig in Ultraschall-Durchflussmessern verwendet. Es nutzt den piezoelektrischen Effekt piezoelektrischer Materialien und verwendet eine geeignete Sendeschaltung, um dem piezoelektrischen Element des Sendewandlers elektrische Energie zuzuführen, um Ultraschallschwingungen zu erzeugen. Ultraschallwellen breiten sich in einem bestimmten Winkel in das Fluid aus und werden dann vom empfangenden Wandler empfangen und durch das piezoelektrische Element zur Detektion in elektrische Energie umgewandelt. Der sendende Wandler nutzt den inversen piezoelektrischen Effekt des piezoelektrischen Elements, während der empfangende Wandler den piezoelektrischen Effekt nutzt.
Ultraschall-Durchflussmesserwerden nach dem Messprinzip klassifiziert: Ausbreitungsgeschwindigkeitsdifferenzverfahren, Dopplereffektverfahren, Strahlverschiebungsverfahren, Korrelationsverfahren, Rauschverfahren und so weiter. Da das Ausbreitungsgeschwindigkeitsdifferenzverfahren den durch die Änderung der Schallwelle mit der Fluidtemperatur verursachten Fehler überwindet und eine hohe Genauigkeit hat, wird es weit verbreitet verwendet. Das Ausbreitungsgeschwindigkeitsdifferenzverfahren ist unterteilt in: Z-Verfahren (Übertragungsverfahren), V-Verfahren (Reflexionsverfahren), X-Verfahren (Kreuzverfahren) und so weiter.
Je nach Installationsmethode gibt es: externer Klemmtyp, Plug-in-Typ, Rohrsegmenttyp und tragbar. Tragbare Ultraschall-Durchflussmesser werden hauptsächlich verwendet, um andere installierte Durchflussmesser zu kalibrieren.
2. Vorteile des Ultraschall-Durchflussmessers
(1) Ultraschall-Durchflussmesser ist ein berührungsloses Messgerät, mit dem der Durchfluss von Flüssigkeiten und großen Rohrdurchmessern gemessen werden kann, die nicht leicht zu berühren und zu beobachten sind. Es ändert nicht den Strömungszustand der Flüssigkeit, erzeugt keinen Druckverlust und ist einfach zu installieren.
(2) Es kann den Durchfluss von stark korrosiven Medien und nicht leitenden Medien messen.
(3) Ultraschall-Durchflussmesser hat einen weiten Messbereich und der Messbereich reicht von 2 cm bis 6,5 m.
(4) Ultraschall-Durchflussmesserkann den Durchfluss verschiedener Flüssigkeiten und Abwässer messen.
(5) Der vom Ultraschall-Durchflussmesser gemessene Volumenstrom wird von Temperatur, Druck, Viskosität, Dichte und anderen thermophysikalischen Parametern des Messmediums nicht beeinflusst. Es kann in feste und tragbare Formen gebracht werden.
(6) Plug-in- und Clamp-on-Ultraschall-Durchflussmesser können ohne Unterbrechung der Produktion installiert und gewartet werden, ohne die Prozessleitung abzuschneiden.
(7) Die Kosten sind relativ gering.
3. Nachteile des Ultraschall-Durchflussmessers
(1) Der Temperaturmessbereich des Ultraschall-Durchflussmessers ist nicht hoch und kann im Allgemeinen nur die Flüssigkeit messen, deren Temperatur niedriger als 200 ° C ist.
(2) Schlechte Entstörungsfähigkeit. Es ist anfällig für Störungen durch Blasen, Verschmutzung, Pumpen und andere Schallquellen, die mit Ultraschallgeräuschen vermischt sind, was die Messgenauigkeit beeinträchtigt.
(3) Der gerade Rohrabschnitt hat strenge Anforderungen, nämlich die ersten 10D, die hinteren 5D und den Abstand von der Pumpe 30D (D ist der Innendurchmesser des Rohres). Andernfalls ist die Dispersion schlecht und die Messgenauigkeit ist schlecht.
(4) Die Unsicherheit der Installation führt zu großen Fehlern bei der Durchflussmessung.
(5) Der Maßstab der Messleitung beeinträchtigt die Messgenauigkeit stark und führt zu erheblichen Messfehlern. Auch in schweren Fällen hat das Messgerät keine Durchflussanzeige.
(6) Das Zuverlässigkeits- und Genauigkeitsniveau ist nicht hoch (im Allgemeinen 1,5 bis 2,5 Grad) und die Wiederholbarkeit ist schlecht. Ultraschall-Durchflussmesser bestimmen die Durchflussmenge, indem sie die Flüssigkeitsgeschwindigkeit messen und mit der Querschnittsfläche der Rohrleitung multiplizieren. Der Durchflussmesser kann den Innendurchmesser und die Rohrrundheit nicht direkt messen, sondern kann nur die Querschnittsfläche nach dem Standardkreis anhand des Außendurchmessers und der Wandstärke schätzen. Die dadurch verursachte Unsicherheit hat 1% überschritten, sodass die Genauigkeit begrenzt ist.
(7) Kurze Lebensdauer (allgemeine Genauigkeit kann nur für 2 Jahre garantiert werden).
(8) Die Genauigkeit des Ultraschall-Durchflussmessers ist geringer als die des elektromagnetischen Durchflussmessers (der Ultraschall-Durchflussmesser beträgt im Allgemeinen 1% und der elektromagnetische Durchflussmesser beträgt im Allgemeinen 0,5%).
(9) Es gibt viele unsichere Faktoren, die die Genauigkeit des Ultraschall-Durchflussmessers beeinflussen (z. B. ob das gerade Rohr ausreichend ist, der Strömungszustand des Wassers im Rohr, die Verschmutzung der Rohrwand, Luftblasen, Temperaturänderungen, Lärm, menschliche Faktoren usw.).
(10) Ultraschall-Durchflussmesserhaben sehr strenge Anforderungen an Rohrleitungen und es sollten keine anormalen Geräusche auftreten, da dies sonst den Messfehler stark beeinflusst.