礦用FUP1010型超聲波流量計|廠家應用|選型手冊
通過分析超聲波流量計基本原理及組成,提出了傳播時間法與多普勒效應法,描述了1010型主要技術(shù)的性能,提出了使用前的準備工作、物理安裝步驟及注意事項、測量時的運用、流量計的精度與重復性、流量計系數(shù)的修正等。
引言
隨著生產(chǎn)和科學發(fā)展的需要,人們對于流量檢測精度的要求也越來越高,需要檢測的流體種類也越來越多,隨之流量計的品種也越來越豐富。FUP1010型多普勒超聲波流量計,屬非侵入式液體流量測試儀器,主要用于測量較為渾濁的液體,如污水、泥漿、礦漿等流體介質(zhì),也可測量純凈的液體,具有非接觸、高靈敏的特點。它的測量準確度極高,幾乎不受被測介質(zhì)各種參數(shù)的干擾,尤其可以解決其他儀表不能解決的強腐蝕性、非導電性、放射性及易燃易爆介質(zhì)的流量測量問題。
1 超聲波流量計基本原理及組成
超聲波流量計由超聲波換能器、電子線路及流量顯示和累積系統(tǒng)三部分組成。它利用超聲波在液體中傳播時所載流體流速的信息來實現(xiàn)流量的測量。首先,超聲波發(fā)射換能器將電能轉(zhuǎn)換為超聲波能量,并將其發(fā)射到被測流體中,其次,接收器接收到的超聲波信號再由電子線路放大并轉(zhuǎn)換為代表流量的電信號,***后,經(jīng)運算處理后供給顯示和積累電路進行顯示和計算,實現(xiàn)流量檢測和數(shù)值顯示。
1)傳播時間法。聲波在流體中傳播,順流方向聲波傳播速度就會增大,逆流就會減小,同一傳播距離的同方向有不同的傳播時間。利用傳播速度之差與被測流體速度之關(guān)系求取流速,稱之為傳播時間發(fā)法。
2)多普勒效應法。傳感器向流體發(fā)出頻率f1的連續(xù)超聲波,經(jīng)照射域內(nèi)液體中雜質(zhì)或氣泡的散射,散射的超聲波產(chǎn)生多普勒頻率f2,接收傳感器收到散射的超聲波,進行計算得出流體流速。
超聲波流量計基于自身的測量原理,可以安裝于管壁外側(cè),具有一系列的優(yōu)點:不需要停流截管,不與流體接觸,所以可以測量腐蝕,高危險性,易泄露流體,無額外壓力損失,適用于測量大管徑且通用性好,無可動部件,無磨損,使用壽命長,安裝費用低,無需額外的閥門、法蘭等設(shè)備,可實現(xiàn)巡檢。
2 1010型超聲波流量計主要技術(shù)性能描述
2.1 性能參數(shù)
1)電源:220 V AC電池供電。
2)溫度:-18~60℃(環(huán)境溫度);-40~120℃(流體溫度,標準);-62~230℃(流體溫度,可選)。
3)機箱為IP68;精度為1%;管徑為6~9 144mm;靈敏度為0.003 m/s;線性度為0.15~0.25%。
4)輸出:提供4~20 m A電流輸出,0~10 V電壓輸出,0~5 000 Hz脈沖輸出。
5)RS232串行接口。
2.2 外觀圖形
1010鍵盤布局的外觀如圖1,鍵盤功能如下頁表1所示。
圖1 1010鍵盤布局
3 使用前的準備工作
1)操作人員須仔細閱讀“使用及操作說明書”,熟練掌握流量計的性能,以及各鏈鈕開關(guān)、信號的作用和操作方法。
表1 鍵盤功能
2)檢查儀器所配電池電量(或電源電壓)是否充足可靠。儀器、探頭、線纜以及插接件是否完好清潔。
3)檢查其他輔助器件,工具是否齊配完好,耦合劑是否充足潔凈。
4)以上幾項均符合要求,方可進行測量工作。
4 物理安裝步驟及注意事項
1)收集站點數(shù)據(jù)(管道和流體數(shù)據(jù),包括管道的外徑材質(zhì)壁厚以及內(nèi)襯,內(nèi)襯壁厚等)。在準備就緒情況下打開流量計開關(guān):ON/OFF←→Meter(單位設(shè)置)←→Type←→Singl channai←→Ciamp on(時差式)←→Full sit setupl←→Pipe Date。
設(shè)置管路參數(shù):Pipe OD(mm)管道外徑,Pipe Material管道材質(zhì),Wall Thickness壁厚,Liner Material內(nèi)襯材質(zhì),(如果有內(nèi)襯,可通過下拉列表選擇對應材質(zhì)),Liner thickness內(nèi)襯壁厚。
2)把相關(guān)參數(shù)輸入流量主機獲取Ltn值(兩個傳感器之間的距離)。對傳感器的型號尺寸安裝方法選擇Pick/Install Xdcr(傳感器安裝)←→Transducer Model(傳感器型號)通過列表選擇安裝的傳感器的正確型號。Transducer Size(傳感器尺寸)通過列表選擇所安裝傳感器的尺寸,Xdcr mount Mode(傳感器安裝方式)選擇傳感器的安裝方式,直接式和反射式。Ltn Value(Ltn值)需要手工測量和安裝,保證傳感器間距與此數(shù)值吻合。
3)為流量計算機和傳感器選擇安裝外置(考慮流量計及信號電纜的鋪設(shè),傳感器安裝外置的直管段長度和安裝空間)。
4)清理管道表面,用打磨機或者鋼挫,砂紙把傳感器安裝外置打磨光滑。超聲波流量計測量成功與否,傳感器的安裝是非常關(guān)鍵環(huán)節(jié),所以必須特別注意以下四點。
,測量位置,應選擇管道內(nèi)始終保持滿液的位置,如水平段或液體向上流動的主管部分,以免管內(nèi)空氣聚集影響測量。第二,選定為測量點的管道,表面須光滑平整,無明顯銹蝕,管道內(nèi)結(jié)垢不嚴重,***好選新裝配的管道。第三,傳感器安裝位置的選擇,有懸浮顆?；驓馀輹r應在彎管或變徑前10倍管徑或后5倍管徑處。當同一平面內(nèi)有兩個90°彎頭時應裝在20倍管徑之后;對于大管徑低流速(小于0.2 m/s)而介質(zhì)又是純凈液體時應安裝在彎管后1~5倍管徑處。第四,傳感器裝配于管道上時,必須嚴格遵守使用說明書的要求,選好正確方位,并清理好管道表面。
5)把耦合劑均勻涂抹在傳感器表面,用鋼帶把傳感器固定。需要注意的是:耦合劑的涂抹,耦合劑要充滿探頭的所有區(qū)域,并保證探頭表面和管道之間有一層耦合劑。
6)量好Ltn值,把另一個固定。
7)把傳感器電纜接至主機。
5 測量時的運用
1)傳感器安裝完畢,電纜連接好后,注意管道液體流動良好。
2)在Install Compieted中選擇Install進行聲速。
3)觀察信號是否正常,如信號不正常,應適當調(diào)整探頭的相對位置,經(jīng)過調(diào)整仍不能達到測試要求,則應當另選探頭位置,然后再進行測量,直到符合要求為止。
4)聲速正常后,方可開展測量工作;設(shè)置好測試項目和測試單位量值,按MENU鍵盤以顯示流量。
5)在測試中,應注意流體設(shè)備的運行情況,避免流量波動幅度過大,或異常運行情況。
6)測試完成后,將傳感器發(fā)射面上的耦合劑擦拭干凈,關(guān)閉電源,維護保養(yǎng)儀器,保持完好潔凈。
6 流量計的精度
雖然系統(tǒng)精度不受大多數(shù)變化的影響,但是在極低流速下,一個小的零點漂移變成實際流量中的高百分比時,***終精度的獲得需要依靠實際站點的流量標定。依據(jù)于應用條件,流量標定能夠提高系統(tǒng)精度到0.3%~0.5%。
7 流量計的重復性
大多數(shù)應用對重復性的要求會更高于精度。1010系統(tǒng)由于數(shù)字設(shè)計“無可動部件”,進而阻止了由滯后和機械設(shè)備磨損帶來的不利影響,因而具有極其準確的重復性。
當每個流量點重復檢定n次時,該流量點的重復性按下式計算:
式中:(Er)i為第i檢定點的重復性;n位第i檢定點檢定次數(shù);Eij為流量計第i檢定點第j次檢定時的相對示值誤差;Ei為流量計第i檢定點的相對示值誤差,%。流量計的重復性不得超過相應準確度等級規(guī)定的***大允許誤差值得1/5。
8 流量計系數(shù)的修正
流量計在檢定時可按合適的方法對流量計進行系數(shù)修正,新流量計系數(shù)置入流量計后,應分別選至少1個流量點進行測試,以確認修正結(jié)果,并計算流量計系數(shù)調(diào)整量
。然后將舊流量計系數(shù)F0、新流量計系數(shù)F和流量計系數(shù)調(diào)整量寫在證書中。
。然后將舊流量計系數(shù)F0、新流量計系數(shù)F和流量計系數(shù)調(diào)整量寫在證書中。9 注意事項
1)被測管道的溫度不得超過探頭所要求范圍。
2)當儀器虧電時應立即充電8 h。
3)關(guān)機后不宜立刻開機,需等待5 s后再開機。
4)該儀器為常規(guī)電子儀器,如要進入煤礦井下或易燃易爆場所環(huán)境時,必須做好相關(guān)安全措施和報批手續(xù),否則不得進行測量工作。
5)在使用本儀器蓄電池時,要注意定期充電和使用時間,避免蓄電池過充過放電,影響電池使用壽命。
6)在較高處管道和危險場地進行測量工作時,要注意人員安全防護,防止發(fā)生意外。
7)儀器若出現(xiàn)異常情況或故障,應指定專人及時維修,維修后報送有關(guān)計量檢定部門檢定。
SITRANS FUP1010外夾式非接觸超聲波流量計功能***多，并且
在便攜式現(xiàn)場應用中可以使用電池供電。它即可以在寬波束回
波檢測中應用，也可在多普勒模式應用，適用于各種流體，包
括含有大量氣泡和懸浮顆粒的流體。
SITRANS FUP1010可用于單雙聲道或雙通道結(jié)構(gòu)中，可選擇
IP67/63 (NEMA6/3R)防水型或 IP40 (NEMA12)防護型。
特性
•電池供電便于現(xiàn)場應用：便于移動儀表一在測量、監(jiān)控和臨
時安裝時可節(jié)約時間
•防水模式可用于戶外并可安裝在不會被雨水淋到的地方
•防水模式的堅固外殼使它能夠經(jīng)受住惡劣的環(huán)境，不會像其
他儀表那樣受到損壞
•功能多一在工作條件改變時，不需要更換儀表
•易于安裝；不需切割管道或停止流量
•維護費用低；外部傳感器不需要定期清潔
•無可動部件，免受磨損或淤塞
•無壓降或能量損耗
•量程比寬
•可選擇單或雙聲道模式，降低了整體成本
•調(diào)零通道自動設(shè)置零點，無需中斷流量，即便在小流量時也
可降低零點漂移
應用
FUP1010可用于各種流體應用中，包括:
•水工業(yè)
-污水
-飲用水
-淤泥
-化學藥品
•污水工業(yè)
-廢水
-污水
-混合溶液
-化學藥品
• HVAC工業(yè)
-冷卻器
-冷凝器
-冷熱水系統(tǒng)
-熱能計費和成本
•能量工業(yè)
-核能
-化石
-水力發(fā)電
•加工工業(yè)
-過程控制
-批處理
—速度顯示
-體積和質(zhì)量測量