了解超声波流量计

多普勒效应是由克里斯蒂安·多普勒在1842年发现的，我们大多数人都很熟悉;声波等波的静止观察者看到的波长取决于观察者和声源之间的相对运动;如果光源靠近它们，波长就会显得更短(被压缩)——如果光源后退，波长就会显得被拉长。

这就解释了当汽车经过我们时，它们的坡度会忽高忽低;当汽车后退时，音调似乎下降，因为对观察者来说，波长被“拉长”了。

这种频率偏移用于不同行业的测量，并且超声波多普勒流量计可以用它来测量所谓脏液体的流速。这些是包含声学不连续的粒子，如悬浮的粒子，夹带的气泡或湍流漩涡，这些都使得测量声波非常困难。yabo214

超声波脉冲或光束可以被传输到含有这些声学脏液体的管道中;它们会反射出多普勒频率的变化，这取决于液体的流动。通过观察频率的变化，可以计算出流量，而不是流体的速度，因为流体的速度很难测量;因此，该方法是基于不连续面速度，并可用于液体，如某些废水，泥浆，污泥，原油，磷酸盐和纸浆库存。

矿浆通常使用高密度聚乙烯(HDPE)管道，但这些管道可以摆脱超声波-多普勒流量计的方法，因为当流体流过它们时，它们可以弯曲，这改变了频移和流速之间的关系;如果弯曲足够大，管道表面的传感器可能不再测量管内的流速。从声学上看，“脏”有多“脏”?通常，为了正确地反映信号，不连续点——固体或气泡——必须大于或等于100微米，且浓度为百万分之100或更高。

超声波多普勒流量传感器

然而，如果不连续性大于45％或者气泡非常好，并且高浓度，则不会有效;这些极端的不连续性验证了反射信号，使其类似于管道的背景噪音。对于原型吸收性浆料，例如石灰和高岭土也是如此。

100微米/百万分之百的液体相当于1兆赫的换能器频率。每英尺每秒的速度通常是6Hz的位移;所以超声波测量对于小于每秒1 / 2英尺的流速是不实用的。目前还没有人知道这个系统能够测量的速度有多高，尽管上限是超过每秒50英尺。

流量计的组成部分是发射器/指示器/累加器和换能器。用户根据液体，固体或气泡的尺寸和浓度选择配置，以及管的尺寸和衬里;通常，由于管道，它们也将滤除噪声。

超声波多普勒流量传感器

变送器中的高频振荡器驱动换能器，可以夹紧到管道外部。传感器的超声信号通过管壁进入流动液体。然后，发射器将输入和输出频率之间的差值转换为电脉冲，其可以被处理并转换为流量信号。

夹紧外部的超声波多普勒流动传感器的优点包括它可以非侵入地操作，而不会移动部件。它不需要维护，涉及无压降，并且可以具有±1％的精度。然而，可以从管壁和壁和液体之间的任何空间产生干扰;不锈钢管道可能导致信号并反射它，可以导致可测量的偏移。这可以用混凝土衬里，塑料衬里和玻璃纤维增​​强管来缓解，但是管道本身中的声学不连续性可以散射或衰减信号，因为它们被传递或反射。出于这个原因，它们不适合用衬里管道使用;许多人根本无法正常工作，那些确实最佳的准确性为±20％。

你可以用内联式或湿式传感器来解决这个问题;这些传输时间流量计测量两个传感器之间的信号，一个上游，一个下游。然后，取决于信号是跟随还是逆着流动所经过的时间差决定了液体的速度;这样做的好处是你用的是特定液体中的声速。然而，如果液体中的声速将信号折射到一个足够大的角度，它可能会完全错过下游传感器，这是一种被称为“离开”的故障模式。

可以使用单路和多路径设计，其使用换能器对的各种组合，具体取决于你是否希望测量相当均匀的流量或更长的非均匀流动部分的小部分 - 例如，在大直径中管道。多路径设计用于原料废水和雨水应用，并测量电厂洗涤器中的堆栈气体流动。

FDT100系列在线超声波流量计

新的在线，单路径FDT100系列欧米茄工程公司(Omega Engineering)拥有许多优势，这些优势使得传输时间流量计成为清洁液体使用的标准(无声不连续)。FDT100型号是电池操作，没有移动部件，可以在一个广泛的范围内进行测量，不需要过滤。

它们有两种法兰样式(150磅ANSI和DIN)和各种尺寸。您可以选择集成或远程电子显示器显示流体的流速。

可以购买专门的设备来处app亚博体育理非常热的液体，如熔化的金属，或非常冷的液体，如液氮和其他冷到-300摄氏度的低温液体。对于低流量应用，也可以使用专业的传输时间流量计。轴向和同轴过渡时间流量计，用于在线使用的管道小到0.5英寸，特别敏感，可以测量比管道直径小许多倍的流量。

通过时间流量计可以在一系列粘度范围内使用，提供雷诺数低于4000(层流)或超过10000(紊流)。然而，在层流和湍流之间的过渡区，存在严重的非线性，这意味着它们不容易被使用。

根据接收的信号，可以使用微处理器自动切换“清洁”和“脏”模式之间的流量计操作模式。这些称为互相关混合动力车流量计，您可以测量与同一设备的激活或消化的污泥。如果精心设计，可以获得高达0.5％的精度水平。

直到最近，清洁液体和多普勒流量计是不相容的。例如，你可以尝试在水流中充气，并引入气泡，以获得清洁的水——这增加了声音的不连续，但很乏味，气泡需要足够大，浓度足够高。然而，现在的多液体多普勒流量计避免了这个问题。欧米茄的FD-7000可以用普通的方法测量脏的液体，但对于干净的液体，它可以感知湍流漩涡反射的超声波。

如前所述，这一过程可以实现自动化，通过流量分析仪分析流量，确定对给定流体使用两种模式中的哪一种。如果你处于清洁状态，颗粒或气泡反射器太少，FD-7000的配套流量传感器应该安装在管道上存在非对称水力湍流的位置。

FD7000系列超声波流量计

通常情况下，这样做的好位置是在管道尖弯头下游1-3管径处;数字滤波系统和信号识别电路将湍流反射信号转换成线性数据。因此，FD-7000不要求上游管道是直的，因为它实际上是利用管道扭结产生的紊流进行操作的。

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