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超聲波流量傳感器工作原理及安裝步驟
來源：大比特商務(wù)網(wǎng)
摘要：超聲波在流動(dòng)的流體中傳播時(shí)就載上流體流速的信息。因此通過接收到的超聲波就可以檢測出流體的流速，從而換算成流量。超聲脈沖穿過管道從一個(gè)傳感器到達(dá)另一個(gè)傳感器，就像一個(gè)渡船的船夫在橫渡一條河。當(dāng)氣體不流動(dòng)時(shí)，聲脈沖以相同的速度(聲速，C)在兩個(gè)方向上傳播。
關(guān)鍵字：傳感器,換能器,微處理機(jī)
超聲波在流動(dòng)的流體中傳播時(shí)就載上流體流速的信息。因此通過接收到的超聲波就可以檢測出流體的流速，從而換算成流量。超聲脈沖穿過管道從一個(gè)傳感器到達(dá)另一個(gè)傳感器，就像一個(gè)渡船的船夫在橫渡一條河。當(dāng)氣體不流動(dòng)時(shí)，聲脈沖以相同的速度(聲速，C)在兩
2、個(gè)方向上傳播。如果管道中的氣體有一定流速V(該流速不等于零)，則順著流動(dòng)方向的聲脈沖會(huì)傳輸?shù)每煨?，而逆著流?dòng)方向的聲脈沖會(huì)傳輸?shù)寐?。這樣，順流傳輸時(shí)間tD會(huì)短些，而逆流傳輸時(shí)間tU會(huì)長些。
這里所說的長些或短些都是與氣體不流動(dòng)時(shí)的傳輸時(shí)間相比而言;根據(jù)檢測的方式，可分為傳播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪聲法及相關(guān)法等不同類型的超聲波流量傳感器。超聲波流量傳感器是近十幾年來隨著集成電路技術(shù)迅速發(fā)展才開始應(yīng)用的一種。
根據(jù)對(duì)信號(hào)檢測的原理，目前超聲波流量傳感器大致可分傳播速度差法(包括：直接時(shí)差法、時(shí)差法、相位差法、頻差法)波束偏移法、多普勒法、相關(guān)法、空間濾波法及噪聲法等類型。
其中
3、以噪聲法原理及結(jié)構(gòu)最簡單，便于測量和攜帶，價(jià)格便宜但準(zhǔn)確度較低，適于在流量測量準(zhǔn)確度要求不高的場合使用。
由于直接時(shí)差法、時(shí)差法、頻差法和相位差法的基本原理都是通過測量超聲波脈沖順流和逆流傳報(bào)時(shí)速度之差來反映流體的流速的，故又統(tǒng)稱為傳播速度差法。其中頻差法和時(shí)差法克服了聲速隨流體溫度變化帶來的誤差，準(zhǔn)確度較高，所以被廣泛采用。按照換能器的配置方法不同，傳播速度差撥又分為：Z法(透過法)、V法(反射法)、X法(交叉法)等。
波束偏移法是利用超聲波束在流體中的傳播方向隨流體流速變化而產(chǎn)生偏移來反映流體流速的，低流速時(shí)，靈敏度很低適用性不大.多普勒法是利用聲學(xué)多普勒原理，通過測量不均勻流體中散射
4、體散射的超聲波多普勒頻移來確定流體流量的，適用于含懸浮顆粒、氣泡等流體流量測量。
相關(guān)法是利用相關(guān)技術(shù)測量流量，原理上，此法的測量準(zhǔn)確度與流體中的聲速無關(guān)，因而與流體溫度，濃度等無關(guān)，因而測量準(zhǔn)確度高，適用范圍廣。但相關(guān)器價(jià)格貴，線路比較復(fù)雜。在微處理機(jī)普及應(yīng)用后，這個(gè)缺點(diǎn)可以克服。
噪聲法(聽音法)是利用管道內(nèi)流體流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的噪聲與流體的流速有關(guān)的原理，通過檢測噪聲表示流速或流量值。其方法簡單，設(shè)備價(jià)格便宜，但準(zhǔn)確度低。
超聲波流量傳感器安裝步驟
裝超流可按照以下步驟操作：
一：觀察安裝現(xiàn)場管道是否滿足直管段前10D后5D以及離泵30D的距離。(D為管道內(nèi)直徑)
二：確認(rèn)管道內(nèi)流
5、體介質(zhì)以及是否滿管。
三：確認(rèn)管道材質(zhì)以及壁厚(充分考慮到管道內(nèi)壁結(jié)垢厚度)
四：確認(rèn)管道使用年限，在使用10左右的管道，即使是碳鋼材質(zhì)，最好也采用插入式安裝。
五：前四步驟完成后可確認(rèn)使用何種傳感器安裝
六：開始向表體輸入?yún)?shù)以確定安裝距離。
七：非常重要：精確測量出安裝距離。
(1)外夾式可選安裝傳感器大概距離，然后不斷調(diào)試活動(dòng)傳感器以達(dá)到信號(hào)和傳輸比最好的匹配
(2)插入使用專用工具測量管道上安裝點(diǎn)距離，這個(gè)距離很重要，它直接影響表的實(shí)際測量精度，所以最好進(jìn)行多次測量以求較高精度。
八：安裝傳感器——調(diào)試信號(hào)——做防水——?dú)w整好信號(hào)電纜——清理現(xiàn)場線頭等廢棄物——安裝結(jié)束——驗(yàn)收簽字。
原文出處：《淺析超聲波流量傳感器工作原理》
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超聲波流量傳感器工作原理及安裝步驟
