外夾式超聲波流量計(jì)在渣水測(cè)量生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用
一、文章概述
工業(yè)生產(chǎn)中的流量測(cè)量是一項(xiàng)非常重要的工作,是保證為穩(wěn)定的生產(chǎn)提供準(zhǔn)確流量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)性工作,關(guān)于流量的測(cè)量?jī)x表的選擇就顯得尤為重要,如何根據(jù)化工生產(chǎn)中被測(cè)介質(zhì)來(lái)合理的選擇測(cè)量?jī)x表,對(duì)于生產(chǎn)的自動(dòng)化進(jìn)行和為控制提供連續(xù)穩(wěn)定的測(cè)量數(shù)據(jù)起到關(guān)鍵性的作用。潤(rùn)中儀表科技有限公司是一家集研發(fā)與生產(chǎn)于一身的專(zhuān)業(yè)流量計(jì)生產(chǎn)企業(yè),多年以來(lái)一直專(zhuān)注于流量?jī)x表的開(kāi)發(fā),公司生產(chǎn)的一款外夾式超聲波流量計(jì)產(chǎn)品,因其-安裝方便,測(cè)量精度高,穩(wěn)定性好受到市場(chǎng)的一致好評(píng)。下面我們講一講這款流量的的基本情況。
二、RZ-1158C外夾式超聲波流量計(jì)測(cè)量原理
RZ-1158C外夾式超聲波流量計(jì),是利用超聲波在橫向穿過(guò)流動(dòng)的液體時(shí),在其順流和逆流介質(zhì)中,其超聲波的速度有差異而形成速度差(時(shí)間差)。時(shí)差法超聲波流量計(jì)就是利用該原理對(duì)流體的流速和流量進(jìn)行測(cè)量的。具體方法如下:在固定長(zhǎng)度L的距離內(nèi),分別放置一個(gè)發(fā)射超聲波的換能器(俗稱(chēng)超聲波探頭)和一個(gè)接收超聲波的換能器。發(fā)射超聲波的換能器通常采用石英等材料制成的壓電元件作為換能器。發(fā)射超聲波時(shí)是利用負(fù)壓電效應(yīng),即利用高頻電脈沖的作用,使壓電晶體高頻振動(dòng),從而發(fā)出脈沖變化的高頻壓力波(即超聲波)。接收換能器裝在管道對(duì)面,它則利用正壓電效應(yīng),將高頻壓力波又轉(zhuǎn)換成高頻的電脈沖信號(hào)??梢暂喠鹘惶娴乩猛粋€(gè)換能器及發(fā)射高頻、短時(shí)的脈沖壓力波,又用來(lái)接收對(duì)面換能器發(fā)來(lái)的脈沖壓力波??梢杂靡唤M換能器兼做超聲波的收、發(fā)用。(如圖所示),則對(duì)于順流和逆流有:
時(shí)差式測(cè)量原理圖
逆流傳播時(shí)間t1=L/(C-Vcosθ),
順流傳播時(shí)間t2=L/(C+Vcosθ)
傳播的時(shí)間差值為:△T=t1-t2=L/(C-Vcosθ)-L/(C+Vcosθ)
由于液體流速V在每秒數(shù)米以下,而流體中聲速C約15OOm/s,C2››V2,
所以:△T=2VLcosθ/C2
即:V=C2△T/(2Lcosθ)(1)
式中:
C為靜止流體中的聲速,m/s;
V為流體速度;
L為探頭之間的距離,m;
θ為速度矢量和探頭取向間所形成的角度。
從式(1)可以看出,從發(fā)生器發(fā)的超聲波傳到接收器的速度變化與管路內(nèi)的流體流速成正比。拒此把管道參數(shù)置入儀器,采集數(shù)據(jù)經(jīng)變換器變換即得到瞬時(shí)流量,并得累計(jì)流量。
瞬時(shí)流量為:
Q=450πLC2△Tsinθtanθ(m3/h)
三、RZ-1158C超聲波流量計(jì)的特點(diǎn)
探頭可裝在被測(cè)管道的外壁,實(shí)現(xiàn)非接觸式測(cè)量,即不干擾流場(chǎng),又不受流場(chǎng)參數(shù)影響。其輸出與流量基本成線(xiàn)性關(guān)系,精度一般可達(dá)1%,價(jià)格不隨管道直徑的增大而增加,特別適合大口徑管道和混有雜質(zhì)或腐蝕性液體的測(cè)量和技術(shù)改造。
四、在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用
工藝的排渣系統(tǒng)測(cè)渣水流量原設(shè)計(jì)選用的是電磁流量計(jì),在實(shí)際生產(chǎn)中,渣水里含有白色結(jié)晶體(小于10g/L,粒徑小于1mm),它將電磁流量計(jì)的電極打壞了,這種情況下電磁流量計(jì)在此無(wú)法使用。根據(jù)超聲波流量計(jì)的特點(diǎn),我公司改用北京衡安特系列外夾式超聲波流量計(jì)。
型外夾式超聲波流量計(jì)是利用超聲波脈沖在通過(guò)流體的順逆兩方向上傳播速度之差,來(lái)求流體的流量,是在吸收了國(guó)內(nèi)外超聲流量計(jì)的眾多優(yōu)點(diǎn)之上成功開(kāi)發(fā)的新型超聲測(cè)流儀表。儀表采用貼片集成電路,低電壓多脈沖發(fā)射技術(shù)。性能特點(diǎn):管外測(cè)量,探頭貼裝在管壁外側(cè),可在不停產(chǎn)、不停水的情況下安裝測(cè)量??挂后w中的氣泡或固體顆粒的能力大大提高。抗變頻干擾與其它噪聲干擾的能力也大大提高。采用了低功耗設(shè)計(jì),使整機(jī)功耗小于0.5W。適用范圍寬:一臺(tái)儀表可以測(cè)量適用范圍內(nèi)的任何一條管路。信號(hào)智能跟蹤獨(dú)特的信號(hào)智能跟蹤處理技術(shù),使超聲流量計(jì)安裝十分方便,保證了儀表長(zhǎng)期可靠的穩(wěn)定運(yùn)行。零點(diǎn)自動(dòng)調(diào)整:RZ-1158C型外夾式超聲波流量計(jì)利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)零點(diǎn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整,以確保測(cè)量準(zhǔn)確度。安裝快捷方便。
RZ-1158C型外夾式超聲波流量計(jì)具有二組參數(shù)顯示探頭的安裝狀態(tài),便于儀表的快捷安裝。參數(shù)自動(dòng)修正。
RZ-1158C型外夾式超聲波流量計(jì)具有溫度和雷諾數(shù)自動(dòng)補(bǔ)償功能,保證儀表測(cè)量精度。遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸。
RZ-1158C型外夾式超聲波流量計(jì)具有遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)顯示輸出(串行),可選配遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)顯示器,和主機(jī)同步顯示流量和累計(jì)流量。傳輸最大距離1.2Km。儀表配有二路溫度信號(hào)輸入,具有熱量計(jì)功能。
五、安裝
要使超聲波流量計(jì)正常穩(wěn)定的工作,就要合理的安裝換能器,通常換能器安裝不合理是超聲波流量計(jì)不能正常工作的主要原因。安裝換能器需要考慮位置的確定和方式的選擇兩個(gè)問(wèn)題。確定位置時(shí)除保證足夠的上、下游直管段外,尤其要注意換能器盡量避開(kāi)有變頻調(diào)速器、電焊機(jī)等污染電源的場(chǎng)合。在安裝方式上,主要有對(duì)貼安裝方式和V方Z方式三種。通常情況下,管徑小于300mm時(shí),采用V方式安裝,管徑大于200mm時(shí),采用Z方式安裝。對(duì)于即可以用V方式安裝又可以Z方式安裝的換能器,盡量選用Z方式。實(shí)踐表明,Z方式安裝的換能器超聲波信號(hào)強(qiáng)度高,測(cè)量的穩(wěn)定性也好。
六、定期維護(hù)
與其他流量?jī)x表相比,超聲波流量計(jì)的維護(hù)量是比較小的。對(duì)于RZ-1158C外夾式超聲波流量計(jì),安裝以后無(wú)水壓損失,無(wú)潛在漏水,只需定期檢查換能器是否松動(dòng),與管道之間的粘合劑是否良好即可;插入式超聲波流量計(jì),要定期清理探頭上沉積的雜質(zhì)、水垢等有無(wú)漏水現(xiàn)象;如果是一體式超聲波流量計(jì),要檢查流量計(jì)與管道之間的法蘭連接是否良好,并考慮現(xiàn)場(chǎng)溫度和濕度對(duì)其電子部件的影響等。我們選用的是外貼換能器超聲波流量計(jì),定期維護(hù)工作量相對(duì)要小。
七、結(jié)束語(yǔ)
更換后的RZ-1158C超聲波流量計(jì)在渣水流量測(cè)量中發(fā)揮了它的作用,很好的解決了之前存在的問(wèn)題。