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超聲波插入式流量計:優劣剖析與選型指南【大禹電子】
優點
1.安裝便捷,成本較低(與斷管安裝相比)
2.不斷流/在線安裝:這是其最大的優勢。通過在管道上焊接一個基座(或使用帶壓開孔技術),可以在不停止生產、不中斷流體輸送的情況下完成安裝。避免了傳統流量計(如電磁、渦輪)需要斷管、切割、焊接帶來的巨大生產損失和高昂的施工成本。
適用管徑范圍廣:從幾十毫米的小管徑到幾米的大管徑都能適用,尤其在大管徑流量測量上,成本優勢非常明顯。
3.無壓力損失,節能探頭插入管道內部,但體積很小,對流體流場幾乎沒有阻礙,不會產生額外的壓力損失。對于大口徑、大流量的泵送系統,長期運行下來節省的電費非常可觀。適用性廣。
1.流體種類多:可以測量絕大多數導聲的單一均勻液體,如水、海水、污水、酸堿液、油品(部分)、酒精等。
2.管道材質兼容性好:可用于金屬、塑料、水泥等多種材質的管道。
測量精度較高
3.相比于外夾式超聲波流量計,插入式探頭直接與流體接觸(或只隔著很薄的管壁),
能量損失小,信號強度高且穩定。因此,其測量精度通常優于外夾式,一般可達±1% 甚至更高(取決于流場、安裝質量和標定情況)。
維護相對方便
如果探頭損壞或需要清洗,可以在系統不停機(或短時間停機)的情況下,通過特殊的閥門(如球閥)將探頭取出進行更換或維護,而無需拆卸整個管道。
缺點
對流場依賴性強,安裝要求高
如前所述,對前后直管段的要求非常苛刻。如果現場條件有限,無法找到理想的安裝點,測量精度會大打折扣。這是其最主要的局限性。
對管道狀況敏感
管道內壁的結垢、銹蝕會嚴重影響測量。如果結垢層過厚或不均勻,會導致聲波路徑改變、信號衰減,引入難以估算的誤差。對于老舊管道,這是一個巨大的挑戰。
不適用流體范圍
不能測量含有大量氣泡或固體顆粒的流體:氣泡會散射超聲波,導致信號中斷;固體顆粒(如礦漿、泥漿)雖然某些型號可以測量,但會嚴重磨損探頭,且對聲波傳播也有影響,需要特殊選型。
不能測量氣體和蒸汽:
超聲波在氣體中傳播特性與液體完全不同,且信號衰減極快。
存在一定的泄漏風險
雖然現代的安裝技術和密封件已經非常可靠,但畢竟是在運行的管道上開了一個孔,理論上存在潛在的泄漏點。對安裝工藝和密封件的質量要求很高。
需要侵入管道
雖然是“插入式”,但仍然是侵入式測量。對于一些衛生要求極高的場合(如食品、制藥),插入式探頭可能存在衛生死角,不如衛生型電磁流量計或無接觸的外夾式流量計合適。
單點測量局限性
標準的插入式流量計通常只在管道的一側或兩側安裝探頭,測量的是管道內某個路徑或幾個點的線速度,然后通過數學模型換算為面平均速度。在流場不理想時,這種換算會引入誤差。相比之下,多聲道插入式流量計可以更好地補償流場不對稱,但成本也更高。
總結
超聲波插入式流量計是一種在特定場景下極具優勢的流量測量儀表。
何時選用?
大口徑管道的流量計量。
無法停機、斷管的改造項目。
對無壓損有嚴格要求的場合。
管道流場條件好(有足夠長直管段)、內壁相對清潔。
何時慎用或不用?
現場空間極其有限,找不到滿足直管段要求的安裝點。
管道內壁結垢、銹蝕非常嚴重。
流體含氣量高或含大量磨損性固體顆粒。
衛生等級要求極高的場合。
預算充足且追求最高精度,可以考慮多聲道或更高級別的流量計。
最終的成功應用,50%取決于儀表本身的質量,另外50%則取決于正確的點位選擇和專業的安裝調試。在選型前,務必對現場工況進行詳細的勘察和評估。
大禹電子產品主要四大類:工控儀表、工業傳感器、海洋設備、超聲波換能器。產品應用場景:超聲波測距,監測水位/流速/流量/泥位/水深等,水下通信/定位/避障。
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