簡介
UFM(英文為ultrasonic flowmeter)是超音波流量計的簡稱。它是通過超音波測量原理來測量流速的一種儀器儀表,從而達到測量可測液體流量的目的,工業簡稱超音波流量計。
超音波是頻率高於20000赫茲的聲波,它方向性好,穿透能力強,易於獲得較集中的聲能,在水中傳播距離遠,可用於測距、測速、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒等。在醫學、軍事、工業、農業上有很多的套用。超音波因其頻率下限大約等於人的聽覺上限而得名。科學家們將每秒鐘振動的次數稱為聲音的頻率,它的單位是赫茲。我們人類耳朵能聽到的聲波頻率為20~20000Hz。當聲波的振動頻率大於20KHz或小於20Hz時,我們便聽不見了。因此,我們把頻率高於20000赫茲的聲波稱為“超音波”。通常用於醫學診斷的超音波頻率為1~5兆赫茲。
超音波流量計具有高精確度、無阻礙測量以及較低的總體擁有成本等優點,正在快速發展成為流量測量領域,尤其是計量碳氫化合物的首選,並在石油和天然氣領域得到普及,超音波流量計是一種是用十分方便的流量儀表,特別是在大口徑管線上,攜帶型超音波流量計可以講探頭按章在管道外表面,實現不斷流、不破壞原有管線測量流量,因此受到廣大用戶的歡迎。
超音波在流動的流體中傳播時就載上流體流速的信息,因此通過接收到的超音波就可以檢測出流體的流速,從而換算成流量。根據檢測的方式,可分為傳播速度差法(時差法、相位差法和頻差法)、都卜勒法、波束偏移法、噪聲法及相關法等不同類型的超音波流量計。目前最常採用的測量方法主要有兩類:時差法和都卜勒效應法。
超音波流量計有超音波換能器、電子線路及流量顯示和累計系統3部分組成,超音波發射換能器將電能轉換為超音波能量,並將其發射到被測流體中,接收器接收到的超音波信號,經電子線路放大並轉換為代表流量的電信號,共給顯示和積算儀表進行顯示和積算,這樣就實現了流量的檢測和顯示。
原理
1、 時差法原理:利用了低電壓、多脈衝時差原理,採用高精度和超穩定的雙平衡信號差分發射、差分接受專利數字檢測技術來測量順流和逆流方向的聲波傳輸時間,根據時差計算出流速。具有穩定性好、零點漂移小、測量精度高、量程比寬、抗干擾性強等特點。
當超音波波速在液體中傳播時,液體的流動將使傳播時間產生微小變化,其傳播時間的變化正比於液體的流速,零流量時,兩個感測器發射和接受聲波所需的時間完全相同(唯一可實際測量零流量的技術);介質流動時,逆流方向的聲波傳輸時間大於順流方向的聲波傳輸時間。