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超声波流量计的优缺点

时间:2021-01-31
超声波流量计是一种非接触式仪器,既可测量较大管径的介质流量,又可测量较难接触及观察的介质。该仪器测量精度高,不受被测介质各种参数的干扰,特别是解决了其它仪器无法测量的强腐蚀性、非导电性、放射性和易燃介质的流量测量问题。
目前存在的缺点主要是可测流体的温度范围受到超声波换能铝材和管子之间的耦合材料的耐温度的限制,以及在高温条件下可测流体声速的原始资料不全。国内目前只能对200℃以下的流体进行测量。超声波流量计的测量线路也较普通流量计复杂。原因在于,一般工业计量中,液体的流速通常是每秒数米,而声波在液体中的传播速度大约是1500m/s,被测流体的流速(流量)变化所带来的声速的变化量*大也是10-3个数量级.如果要求测量流速的准确度为1%,则声速的测量准确度需要10-5-10-6个数量级,所以必须要有完善的测量线路才能实现,这也就是超声流量计只有在集成电路技术快速发展的前题下才能得到实际应用的原因。
超声波流量计主要由超声换能器、电路板、流量显示和积聚系统组成。超声发射换能器把电能转换成超声波,然后发射到被测流体中,由接收器接收的超声波信号通过电子线路放大并转换成代表流量的电信号,供显示和累积仪器使用,用于显示和累积。从而实现流量的检测与显示。
超声波流量计换能器的压电元件通常制成圆片,沿厚度方向振动。片材直径大于厚度的10倍,保证了振动的方向性。压电件的材料主要是锆钛酸铅。为了固定压电元件,使超声波以适当的角度射入流体,需要将元件置于一个声楔内,从而形成一个换能器整体(也称为探头)。材料的强度和抗老化性能要求超声波通过声楔时,其能量损失小,即透过系数接近1。由于其具有透明性,所以常采用有机玻璃作为声楔材料来观察压电元件的装配情况。此外,一些橡胶,塑料和胶木也可以作为楔形材料使用。
超声波流量计

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