仪表之乡：2013年金湖汇鑫仪表有限公司型改革产品【 管道式超声波流量计 】以上市！！！全新的追求；品质的提高、安装便捷、价格精简、货期之快捷、计量之准确，百分百的无后顾之忧！！！
金湖汇鑫仪表有限公司是国内重点测控工程成套单位；
主营：流量仪表、压力仪表、液位仪表、温度仪表等仪器仪表！！！
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超声波流量计

管段式超声波流量仪表引是以“速度差法”为原理，测量圆管内液体流量的仪表。它采用了先进的多脉冲技术、信号数字化处理技术及纠错技术，使流量仪表更能适应工业现场的环境，计量更方便、经济、准确。产品达到国内外先进水平，可广泛应用于石油、化工、冶金、电力、给排水等领域。

超声波流量计介绍

定义

　　超声波流量计是通过检测流体流动对超声束(或超声脉冲)的作用以测量流量的仪表。

原理

　　根据对信号检测的原理超声波流量计可分为传播速度差法(直接时差法、时差法、相位差法和频差法)、波束偏移法、多普勒法、互相关法、空间滤法及噪声法等。

　　超声流量计和电磁流量计一样,因仪表流通通道未设置任何阻碍件,均属无阻碍流量计,是适于解决流量测量困难问题的一类流量计,特别在大口径流量测量方面有较突出的优点,近年来它是发展迅速的一类流量计之一。

超声波流量计优缺点

优点:

　　(1)可做非接触式测量；

　　(2)为无流动阻挠测量,无压力损失；

　　(3)可测量非导电性液体,对无阻挠测量的电磁流量计是一种补充；

　　(4)除带测量管段式外,一般不需要作实流校验；

　　(5)原理上不受管径限制,其造价基本与管径无关。

缺点:

　　(1)传播时间法只能用于清洁液体和气体;而多普勒法只能用于测量含有一定量悬浮颗粒和气泡的液体;

　　(2)多普勒法测量不高。

　　产品特点

特点

　　◆独特的信号数字化处理技术，使仪表测量信号更稳定、抗干扰能力强、计量更准确。

　　◆无机械传动部件不容易损坏，免维护，寿命长。

　　◆电路更优化、集成度高、功耗低、可靠性高。

　　◆智能化标准信号输出，人机界面友好、多种二次信号输出，供您任意选择。

　　◆管段式小管径测量经济又方便，测量高；手持式超声波流量计F601/G601的技术参数如下：测量测量原理:时差相关原理流速: 0.01~25 m/s分辨率: 0.025 cm/s重复性: 0.15%读数，视应用而定:(流场充分发展且 径向对称)体积流量: ± 1%读数，视应用而定± 0.5%读数，经过标定流速: ± 0.5%读数，视应用而定可测介质: 所有导声流体, 且气泡或固体颗粒的体积含量<10%主机外壳重量: ~ 1.9kg；防护等级: IP65 (根据EN60529)；材质:铝合金，粉末涂层尺寸: (226 x 213 x 59)mm (WxHx D)通道: 2危险区: Zone 2电源： 充电电池(6V/4Ah); 外接电源(100 ~ 240)VAC电池工作时间: >14h显示: 2 x 16 字符, 点阵， 带背光工作温度: -10 ~ 60℃功耗: < 6W信号平均: (0 ~ 100)s, 可调测量速率: (100 ~ 1000)Hz (1通道)响应时间: 1s (1通道), 70ms可选.测量功能测量量: 体积/ 质量流量， 流速, 能量流量(需温度输入)累积量: 体积, 质量,能量(可选)计算功能: 平均值, 差值, 总和工作语言: 捷克语, 丹麦语, 德语, 英语, 法语, 荷兰语, 挪威语,波兰语, 西班牙语数据记录可记录的参数: 所有测量量及累积量容量: >100000条测量量通讯接口: RS232, RS485(可选)可通讯的参数: 实测值, 记录值, 参数记录软件: FluxData(可选）

　　

功能

　　: 测量值/记录, 图形显示, 格式转换操作系统: WindowsTM ；过程输出(可选)输出与主设备电隔离输出组数视输出类型而定. 更多信息请洽FLEXIM电流范围: (0/4-20) mA: 0.1%读数± 15μA有源输出: Rext < 500??无源输出: Uext < 24V, Rext < 1k??电压范围: (0~1) V或(0~10) V: 0~1V: 0.1%读数± 1mV0~10V: 0.1%读数± 10mV仪表阻抗: Ri = 500??频率范围: 0~1kHz或0~10kHz集电极开路: 24 V/4mA开关量集电极开路: 24 V/4mA干簧继电器: 48 V/0.1A功能,如状态输出: 上下限, 符号变化或出错脉冲输出: 值: (0.01~1000)units宽度: (80~1000)ms过程输入(可选)输入与主设备电隔离, 多4组输入.温度类型: Pt100, 四线制范围: -50℃~400℃分辨率: 0.1 K: ± (0.02K + 0.1%读数)电流范围: 有源: (0~20)mA无源: (-20~20)mA: 0.1%读数± 10 A有源输入: Ri = 50??无源输入: Uext < 24V, Rext < 1k??电压范围: (0~1) V或(0~10) V: 0~1V: 0.1%读数± 1mV0~10V: 0.1%读数± 10mV仪表阻抗: Ri= 1M夹装式探头

　　适用口径: DN6-DN6500适用温度: -30 to 400℃ (适用防爆区)详见下图. 更多资料, 请参阅相关手册.测厚探头（可选）测量范围: (1.0 - 200) mm分辨率: 0.01 mm线性度: 0.1 mm标准型: -20℃ to +60℃高温型: 0℃ to +200℃短时间可达+540℃应用领域

管段式传感器参数

　　

性 能	参 数
测量液体	充满被测管道的水、污水及其它均质液体，悬浮物含量小于10g/L，粒径小于1mm。
准确度	±1.0%
流速范围	±0.01m/s~±12.0m/s
管径范围	DN300mm~DN2000mm
传感器材质	钢或不锈钢
传感器承压能力	管径300~600mm，压力不超过2MPa；管径700~2000mm，压力不超过1MPa
转换器	环境温度：-10℃~+45℃；湿度≤85%(RH) （特殊环境订货时说明）
?	壁挂式	盘装式	一体式
防护等级	IP65	IP51	IP65
传感器	防护等级：IP68	常温型	高温型	低温型
工作温度	0~50℃	0~150℃	-20~0℃
电 缆	采用双芯带屏蔽高频电缆，工作温度-40~+70℃
信号输出	模拟量：4~20mA或0~20mA或0~10mA软件可选；负载能力小于600Ω
开关量：累计流量脉冲输出，闭合3ms，周期6ms，传输距离小于500m
串行口：RS-485，传输速率4800bit/s,传输距离小于1200m
键 盘	1×3按键
显示器	2×16位背光液晶字符显示器
显示内容	同屏显示瞬时流量：-99999.99~+99999.99m3/h  累计流量： .99~+.99m3，键控显示累计运行时间
数据存储	累计流量、累计运行时间及各项设置参数，掉电后数据可保存100年
工作电源	AC 220V ±15%，50Hz 功率<10W (DC 5~36V、1A，定货时提出)
电缆长度	传感器到转换器的布线距离，10m、20m、30m……300m可选

管段式传感器外型尺寸

　　

内径（mm）  DN	安装长度（mm）  L	法兰尺寸（mm）	重 量  （Kg）	额定压力  （MPa）
D	Do	N×A
300	412	485	432.0	12×26	79.1	1.6
350	447	535	476.0	12×30	88.9
400	481	600	540.0	16×30	102
450	516	635	578.0	16×33	114
500	552	700	635.0	20×33	148
600	621	815	749.5	20×36	212
700	692	915	850	24×36	336	1.0
800	759	1046	970	24×40	500
1000	894	1288	1200	28×44	821
1200	1030	1522	1434	32×44	1303
1400	1164	1778	1670	32×48	1914
1600	1298	1982	1874	36×48	2442
1800	1432	2236	2114	36×52	3411
2000	1566	2446	2324	40×52	4262

ZR系列超声波流量计采用的是时差法测量原理。它的高可靠性是积8年的制造经验加上博采众长，通过不断完善提高得到的；是由于采用了新的诸如Philips、Tl、美国国家半导体公司

超声波流量计

的新型高性能集成元器件加上先进的SMD贴装器件生产线大规模生产实现的。 40皮秒（40×10E-12秒）的时间分辨率，0.5%的线性度。 低电压多脉冲原理，保证可靠运行。 两路0.1%的模拟输入，接入温度传感器电流信号，即变成热量计！实现中文显示，软件开放式设计，所有参数用户皆可设定；硬件元件参数无关化设计，无需调整即能确保每一台流量计具有完全相同的性能。 主机机型有：便携式、壁挂式、标准盘装式、手持式、一体式。传感器具有：方便安装的外缚式、可靠工作的插入式、高可靠高的标准管段式、超高的标准型π管段式。

　　超声波流量计的主要特点是：流体中不插入任何元件，对流速无影响，也没有压力损失；能用于任何液体，特别是具有高黏度、强腐蚀，非导电性等性能的液体的流量测量，也能测量气体的流量；对于大口径管道的流量测量，不会因管径大而增加投资；量程比较宽，可达5：1；输出与流量之间呈线性等优点。缺点：当被测液体中含有气泡或有杂音时，将会影响测量，故要求变送器前后分别有10D和5D的直管段；此外，结构复杂，成本较高。

 

超声波测量原理

　　超声波在流动的流体中传播时就载上流体流速的信息。因此通过接收到的超声波就可以检测出流体的流速，从而换算成流量。根据检测的方式，可分为传播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪声法及相关法等不同类型的超声波流量计。起声波流量计是近十几年来随着集成电路技术迅速发展才开始应用的一种

　　非接触式仪表，适于测量不易接触和观察的流体以及大管径流量。它与水位计联动可进行敞开水流的流量测量。使用超声波流量比不用在流体中安装测量元件故不会改变流体的流动状态，不产生附加阻力，仪表的安装及检修均可不影响生产管线运行因而是一种理想的节能型流量计。

　　众所周知，目前的工业流量测量普遍存在着大管径、大流量测量困难的问题，这是因为一般流量计随着测量管径的增大会带来制造和运输上的困难，造价提高、能损加大、安装不仅这些缺点，超声波流量计均可避免。因为各类超声波流量计均可管外安装、非接触测流，仪表造价基本上与被测管道口径大小无关，而其它类型的流量计随着口径增加，造价大幅度增加，故口径越大超声波流量计比相同功能其它类型流量计的功能价格比越优越。被认为是较好的大管径流量测量仪表，多普勒法超声波流量计可测双相介质的流量，故可用于水道及排污水等脏污流的测量。在发电厂中，用便携式超声波流量计测量水轮机进水量、汽轮机循环水量等大管径流量，比过去的皮脱管流速计方便得多。超声被流量汁也可用于气体测量。管径的适用范围从2cm到5m，从几米宽的明渠、暗渠到500m宽的河流都可适用。

　　另外，超声测量仪表的流量测量准确度几乎不受被测流体温度、压力、粘度、密度等参数的影响，又可制成非接触及便携式测量仪表，故可解决其它类型仪表所难以测量的强腐蚀性、非导电性、放射性及易燃易爆介质的流量测量问题。另外，鉴于非接触测量特点，再配以合理的电子线路，一台仪表可适应多种管径测量和多种流量范围测量。超声波流量计的适应能力也是其它仪表不可比拟的。超声波流量计具有上述一些优点因此它越来越受到重视并且向产品系列化、通用化发展，现已制成不同声道的标准型、高温型、防爆型、湿式型仪表以适应不同介质，不同场合和不同管道条件的流量测量。

　　超声波流量计目前所存在的缺点主要是可测流体的温度范围受超声波换能铝及换能器与管道之间的耦合材料耐温程度的限制，以及高温下被测流体传声速度的原始数据不全。目前我国只能用于测量200℃以下的流体。另外，超声波流量计的测量线路比一般流量计复杂。这是因为，一般工业计量中液体的流速常常是每秒几米，而声波在液体中的传播速度约为1500m/s左右，被测流体流速(流量)变化带给声速的变化量也是10－3数量级．若要求测量流速的准确度为1%，则对声速的测量准确度需为10-5～10-6数量级，因此必须有完善的测量线路才能实现，这也正是超声波流量计只有在集成电路技术迅速发展的前题下才能得到实际应用的原因。

　　超声波流量计由超声波换嫩气、电子线路及流量显示和累积系统三部分组成。超声波发射换能器将电能转换为超声波能量，并将其发射到被测流体中，接收器接收到的超声波信号，经电子线路放大并转换为代表流量的电信号供给显示和积仪表算进行显示和积算。这样就实现了流量的检测和显示。

　　超声波流量计常用压电换能器。它利用压电材料的压电效应，采用适出的发射电路把电能加到发射换能器的压电元件上，使其产生超声波振劝。超声波以某一角度射入流体中传播，然后由接收换能器接收，并经压电元件变为电能，以便检测。发射换能器利用压电元件的逆压电效应，而接收换能器则是利用压电效应。

　　超声波流量计换能器的压电元件常做成圆形薄片，沿厚度振动。薄片直径超过厚度的10倍，以保证振动的方向性。压电元件材料多采用锆钛酸铅。为固定压电元件，使超声波以合适的角度射入到流体中，需把元件故人声楔中，构成换能器整体(又称探头)。声楔的材料不仅要求强度高、耐老化，而且要求超声波经声楔后能量损失小即透射系数接近1。常用的声楔材料是有机玻璃，因为它透明，可以观察到声楔中压电元件的组装情况。另外，某些橡胶、塑料及胶木也可作声楔材料。

超声流量计的分类

　　● 插入式超声流量计：可不停产安装和维护。采用陶瓷传感器，使用我公司专用钻孔装置进行不停产安装。一般为单声道测量，为了提高测量准确度，可选择三声道。

　　● 管段式超声流量计：需切开管路安装，但以后的维护可不停产。可选择单声道或三声道传感器。

　　● 外夹式超声流量计：能够完成固定和移动测量。采用专用耦合剂（室温固化的硅橡胶或高温长链聚合油脂）安装，安装时不损坏管路。

● 便携式超声流量计：便携使用，内置可充电锂电池，适合移动测量，配接磁性传感器。

　　1、非接触式测量方式、体积小、携带方便

　　2、适用于现场测量各种尺寸管道导声介质

　　3、内置镍氢充电电池工作时间达20小时以上

　　4、用户界面灵活，使用简单

　　5、智能型现场打印功能，保证流量数据的完整

　　6、配备一体式铝合金防护箱，可在野外恶劣环境中使用

　　● 手持式超声流量计：体积小，重量轻，内置可充电锂电池，手持使用，配接磁性传感器。

　　● 防爆型超声流量计：用于爆炸性环境液体流量测量，为防爆兼本安型。即转换器为防爆型，传感器为本质安全型。

超声波流量计的安装

　　时差式超声波流量计是当今世界上具竞争力的流量测量手段，其测量线高于1.0%。由于工业现场特别是管路周围环境的多样性，因此，怎样根据特定的环境安装调试超声波流量计，就成了超声波流量测量领域的一个重要课题，本规程详解了超声波流量计的安装细节，从而进一步完整体现了超声波流量计的、可靠性和稳定性的优势，大大降低日后的维护工作甚至免维护。

安装规程细解

详细了解现场情况

　　超声波流量计在安装之前应了解现场情况，包括：

　　1．安装传感器处距主机距离为多少；

　　2．管道材质、管壁厚度及管径；

　　3．管道年限；

　　4．流体类型、是否含有杂质、气泡以及是否满管；

　　5．流体温度；

　　6．安装现场是否有干扰源（如变频、强磁场等）；

　　7．主机安放处四季温度；

　　8．使用的电源电压是否稳定；

　　9．是否需要远传信号及种类；

　　根据以上提供的现场情况，厂家可针对现场情况进行配置，必要情况下也可特制机型。

选择安装位置

　　选择安装管段对测试影响很大，所选管段应避开干扰和涡流这两种对测量影响较大的情况，一般选择管段应满足下列条件：

　　1、避免在水泵、大功率电台、变频，即有强磁场和震动干扰处安装机器；

　　2、选择管材应均匀致密，易于超声波传输的管段；

　　3、要有足够长的直管段，安装点上游直管段必须要大于10D（注：D=直径），下游要大于5D；

　　4、安装点上游距水泵应有30D距离；

　　5、流体应充满管道；

　　6、管道周围要有足够的空间便于现场人员操作，地下管道需做测试井，测试井如下：

确定探头安装方式

　　超声波流量计一般有两种探头安装方式，即Z法和V法。

　　但是,当D < 200mm而现场情况为下列条件之一者,也可采用Z法安装：

　　1、当被测量流体浊度高，用V法测量收不到信号或信号很弱时；

　　2、当管道内壁有衬里时；

　　3、当管道使用年限太长且内壁结垢严重时；

　　对于管道条件较好者，即使D稍大于200mm，为了提高测量，也可采用V法安装。

探头位置确定

　　1、将管道参数输入仪表，选择探头安装方式，得出安装距离；

　　2、在水平管道上，一般应选择管道的中部，避开顶部和底部（顶部可能含有气泡、底部可能有沉淀）；

　　3、V法安装：先确定一个点，按安装距离在水平位置量出另一个点。

　　Z法安装：先确定一个点，按安装距离在水平位置量出另一个点，然后测出此点在管道另一侧的对称点。

管道表面处理

　　确定探头位置之后，在两安装点±100mm范围内，使用角磨砂轮机、锉、砂纸等工具将管道打磨至光亮平滑无蚀坑。

　　要求：光泽均匀，无起伏不平，手感光滑圆润。需要特别注意，打磨点要求与原管道有同样的弧度，切忌将安装点打磨成平面，用酒精或汽油等将此范围擦净，以利于探头粘接。

探头与仪表接线

　　探头（传感器）

　　探头根据实际测量管道可分三种：

　　S型传感器(15~100mm)

　　M型传感器(50~700mm)

　　L型传感器(300~6000mm)

微调探头位置

　　接完线后把探头内部用硅胶注满，放置半小时，然后用硅胶和卡具把探头固定到打磨好的管道上（注意探头方向，引线端向外），然后观察仪表的信号强度、良度与传输时间比，如发现不好，则细微调整探头位置，直到仪表的信号达到规定的范围之内：

　　（信号强度：一般应大于6.5，少数可根据现场具体情况另定。）

　　（信号良度：低峰值一般为7～14，高峰值一般为25～80。）

　　（传输时间比：在100±4范围之内，此值必须稳定。）

固定探头

　　仪表信号调整好以后，用所配卡具将探头固定好，注意不要使钢丝绳倾斜，以免拉动探头，使探头移位，再用硅胶将探头与管道接触的四周封住。此胶凝固大约需一天时间，在未干之前必须注意探头防水。（信号线的外屏蔽线必须可靠接地）。

　　超声波流量计主要技术指标：

　　

?	插入式超声波流量计	管段式超声波流量计	外加式超声波流量计
管径范围(mm)	DN80-4000	DN20-2000	DN20-4000
流速范围（m/s）	0.01～12
准确度（%）	单声道	双声道	三声道	单声道	双声道	三声道	1.5
1.0	1.0	0.5	1.0（校正0.5）	0.5	0.5
测量介质	饮用水、河水、海水、地下水、冷却水、高温水、污水、润滑油、柴油、燃油、化工液体、其他均质流体
管道材质	金属（如碳钢、铸铁、不锈钢、铝等）非金属材质（如PVC,有机玻璃等）
管衬材质	玻璃钢、沙浆、橡胶等
信号输出	1、4-20mA：阻抗小于800Ω，光电隔离，准确度0.1%。  2、累计脉冲输出：光电隔离，无源开路输出，传输距离小于500m。  3、RS-485:光电隔离，波特率可选择，传输距离大于1.6Km.  4、打印机：RS-232串口模式。打印机为选配件。  5、M-BUS.
键 盘	2×8汉字键盘
显示器	2×10汉字显示或英文显示
测量功能	显示瞬时流量、瞬时流速、正累计流量、负累计流量、净累计流量、累计运行时间、瞬时供热量、累计共热量、断电时间等。
数据存贮	可存贮前720小时，前365天，前36个月和前十年的测量数据，包括瞬时流量、累计流量、断电时间等。
环境温度	转换器：-10～45℃（特殊环境请说明）  传感器：-40～+60℃（常温型）  -40～+160℃（高温型）
传感器材质	不锈钢和陶瓷	不锈钢和普通碳钢	常温型为尼龙高温型为合金铝
传感器承压能力	管内部分压力小于4.5MPa	DN20～700mm小于2.5MPa  DN800～2000mm小于1.6MPa	与管道内压力无关建议不浸水工作
传感器防护等级	IP68
转换器防护等级	壁挂式转换器：IP65 盘装式转换器：IP52 一体式转换器：IP67
防爆等级	EXdⅡBT6
传感器电缆长度	< 500m	< 500m	< 300m
传感器电缆型号	专用电缆SEYV-75-2（直径7mm)，越短越好，减少干扰，也可以加长到300m若长要加粗电缆
工作电源	AC220V, DC12～36V 0.8A （可选）
转换器外形尺寸	壁挂式：213×185×107mm 盘装式：160×80×250mm 一体式：185×140×100mm
传感器外形尺寸	220×&oslash;20（杆部）×&oslash;50（连接部）mm	见管段传感器数据表	60×40×35mm
转换器重量	壁挂式：1.2Kg　盘装式：0.8Kg 一体式：1.4Kg
传感器重量	0.7Kg/支	见管段传感器数据表	0.2Kg/支
热量测量功能	测量供热量、热损耗、入口温度、出口温度

安装超声波流量计可按照以下步骤操作：

　　一：观察安装现场管道是否满足直管段前10D后5D以及离泵30D的距离。(D为管道内直径)

　　二：确认管道内流体介质以及是否满管。

　　三：确认管道材质以及壁厚(充分考虑到管道内壁结垢厚度)

　　四：确认管道使用年限，在使用10左右的管道，即使是碳钢材质，也采用插入式安装。

　　五：前四步骤完成后可确认使用何种传感器安装

　　六：开始向表体输入参数以确定安装距离。

　　七：非常重要：测量出安装距离。

　　(1) 外夹式可选安装传感器大概距离，然后不断调试活动传感器以达到信号和传输比的匹配

　　(2) 插入使用专用工具测量管道上安装点距离，这个距离很重要，它直接影响表的实际测量，所以进行多次测量以求较高。

　　八：安装传感器——调试信号——做防水——归整好信号电缆——清理现场线头等废弃物 ——安装结束——验收签字

图纸分解

  

超声波流量计原理图

　　包括：测量流动通道6，被测量的流体通过其中流动；超声波换能器8和9，分别设置在沿测量流动通道6彼此相对的上游端和下游端；上游孔眼11和下游孔眼12，用于使超声波换能器8和9暴露于该测量流动通道6；流体抑制器15，至少邻近下游孔眼12，用于减少被测量的流体流入孔眼12；第二流体抑制器16，被设置在测量流动通道6的上游端并相对于孔眼11和12，用于减少被测量的流体流入孔眼11和12；测量控制部件19，用于测量超声波换能器8和9之间的超声波的传播时间；及计算部件20，用于根据该测量控制部件19的信号计算流量。为下游孔眼12设置的流体抑制器15包括具有至少一个超声波传输孔22的孔眼密封部件21。因此，有可能稳定超声波换能器之间的流体，以便增强超声波的接收水平，从而提高测量和对流量测量的上限值，并减少对于超声波换能器的驱动输入。

常见问题

　　1、 超声波流量计探头使用一段时间，会出现不定期的报警。尤其是输送介质杂质较多时，这种问题会较常见。解决办法：定期清理探头(建议一年清理)。

　　2、 超声波流量计输送介质含有水等液体杂质时，流量计引压管容易产生积液，气温较低时会出现引压管冻堵现象，尤其在北方地区冬季较常见。解决办法：对引压管进行吹扫或加电伴热

　　超声波在传播过程中，由于受介质和介质中杂质的阻碍或吸收，其强度会产生衰减。不论是超声波流量计还是超声波物位计，对所接受的声波强度都有一定要求，所以都要对各种衰减进行抑制。