UR系列多声径超声波流量计
日期：2010-9-15 9:35:30 点击：
来源：网络
作者： 未知
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流量是工业过程控制和贸易结算中都需要精确测量的参数，但由于流量的测量涉及的因素复杂，如流质的不同、管道口径的大小、温度压力的影响等因素，都对流量测量产生影响。因此用各种不同原理测量流量的流量计先后被研制出来，利用超声波原理测量流量，经历了４０多年的发展，结合电子技术、数字信号处理技术的发展，超声波流量计得到了飞速的发展和广泛的应用。韩国的ＵＲ系列多声径超声波流量计是目前世界上最为先进的超声波流量计之一，上海自动化仪表股份有限公司与韩国公司合作在国内生产ＵＲ系列超声波流量计，对国内用户的使用将带来极大的方便。下面就ＵＲ系列多声径超声波流量计的特点作简单的介绍。
一、ＵＲ系列多声径超声波流量计的典型结构
ＵＲ系列多声径超声波流量计的典型结构以ＵＲ－１０００为代表，它以测量管和控制器两个部分组成，二者之间用电缆连接。测量管安装多对（一般为５对）超声波传感器，超声波传感器在控制器控制下发送和接收超声信号。控制器除控制传感器的工作外，具有参数设定功能，根据设定的参数，进行信号处理，计算瞬时流量、累积流量、分析流速分布，并显示及输出用户所需要的数据。
二、流速测量原理
ＵＲ系列多声径超声波流量计对流速的测量采用时间差法，即测量超声波脉冲在顺流和逆流传播时的时间差，然后计算出流体的流速。
超声波在特定介质（静止状态）中传播速度是不变的，但当传播介质流动时，超声波的传播速度也发生变化，这个变化就是介质的流速所产生的，利用这个原理就能测量出介质的流速。
ＵＲ系列多声径超声波流量计流速测量分析
设：超声波在静止介质中的流速为Ｃ
介质的流速为Ｖ
在管壁水平斜对称安装的一对传感器（上游传感器Ａ和下游传感器Ｂ）间的距离为Ｌ
测量管径内为Ｄ
超声射线与介质流速方向的夹角为θ，则Ｌ在流速方向的投影距离为ｄ
超声波从传感器Ａ到Ｂ的传播时间为ｔ１?传感器到Ｂ到Ａ时间为ｔ２
当Ｖ＝０时，ｔ１＝ｔ２＝Ｌ／Ｃ。
当Ｖ≠０时，ｔ１＝Ｌ／（Ｃ＋ｖ）＝Ｌ／?Ｃ＋Ｖｃｏｓθ? ｔ２＝Ｌ／（Ｃ－ｖ）＝Ｌ／?Ｃ－Ｖｃｏｓθ?
则利用时间差法△ｔ＝ｔ２－ｔ１得出：
Ｖ＝（Ｌ２△ｔ?／?２ｄｔ１ｔ２?……（１）
从上式可见，利用时间差法求得流体的流速与超声波的声速无关，其中Ｌ与ｄ对具体测量管而言是个可精确测量的常量，而ｔ１与ｔ２仅与介质的性质及其流速有关。
因而ＵＲ系列超声波流量计对ｔ１和ｔ２的精确测量，即能测出精确的流速。
三、流量测量原理
对于管道内整个截面流速均匀的工况来说，可用上法求得的Ｖ乘以截面积来计算，但对大多数工况而言，其流速分布是不均匀的。ＵＲ系列多声径流量计采用将整个截面分割成几个层面，用多个传感器分别测量保个截面上的平均流速Ｖｉ，然后对整个截面按流速分布进行积分而求得流量。
Ｑ＝∫Ｖｉｄｓ
由于将整个截面分层若干层面，每个层面的流速都得到精确的测量，从而可得出精确的流量值。 Ｑ＝∑Ｎｉ＝１Ｓ?ｈ?ｉ?Ｖ?ｈ?ｉ
四、对非满管流量的测量
ＵＲ系列超声波流量计对非满管流量的测量，采用流量计＋液位计合成的方法。
流量计如同满管一样，有多对超声波传感器精确测量所在各层截面上的介质流速，然后根据液位计所测量获得的液位，类似于（２）式计算出流量。
Ｑ＝∫Ｖｉｄｓ
五、ＵＲ系列超声波流量计的主要特点
１、测量精度高，一般测量精度为０．５％。
２、测量范围广，对流速的测量无上下限的限制。
３、高频波，适用于各种介质，可用于水、污水、油、气等。
４、测量管内无任何突出部件，无压力损失。
５、可进行现场标定，维护方便。
６、不需安装旁路，减少系统费用。
７、对于大口径管道，可利用现场管道于现场开孔（热开孔方式）安装超声波传感器，大大节约系统费用。
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