超声波流量计在能源检测中的选型及应用

　　在能源检测系统中对流体流量、流速等重要参数进行测量控制，是必不可少的。现场工艺流程中原先安装的流量计由于种种原因或损坏或计量不准确，使检测计量工作无法提供准确、可靠的第一手资料，耗能设备的能源利用状况无法正确评价，不能很好地分析耗能设备的运行情况，提出整改措施，能源统计工作也陷人被动;如果更换在线流量仪表，成本提高，不利于能源检测工作的开展。为解决能源检测中流量计量问题，选择一种能够准确计量且安装方便的流量检测仪表至关重要。便携式超声波流量计以其机动性、无需管道断流、即可使用等特点，在能源检测中发挥了其应有的作用，充分体现了超声波流量计安装简单、使用方便的特点，在准确度上，超声波流量计目前有2.5级、1.5级和1.0级不同准确度等级可供选择，基本可以满足不同要求的能源检测计量工作。以下就如何认识超声波流量计、怎样选择合适的类型，使用中应注意些什么等一系列问题进行探讨。

　　1超声波流量计工作原理

　　1.1时差式超声波流量计

　　PT868超声波流量计属于时差式超声波流量计，它是利用声波在流体中顺流传播和逆流传播的时间差与流体流速成正比这一原理来测量流体流量的。声波在流体中传播，顺流方向声波传播速度会增大，逆流方向则减小，同一传播距离就有不同的传播时间。利用传播速度之差与被测流体流速之间的关系求取流速，称之为时差法。现阐明其工作原理。

　　(1)流速方程式

　　如图1所示，超声波顺流从传感器1传送到传感器2的传播速度c则被流体流速v加快，流速方程式为:

　　反之，超声波逆流从传感器2送到传感器1的传播速度c被流体流速v所减慢，t2为从传感器2传到传感器1的传播时间，so流速方程式为:

　　(2)传播时间

　　传感器1向传感器2发射超声波信号，其顺流方向的传播时间由式(2)得:

　　在流速方程式中c、L, θ均为常数，测得时间差△t即可求出流体流速v，进而求得流体流量。

　　1.2多谱勒式超声波流量计

　　SX30超声波流量计采用多谱勒效应法检测流体流量。多谱勒效应法是利用在静止(固定)点检测从移动源发射声波多产生多谱勒频移现象，通过测量频移，计算流体流量的方法。

　　如图2，传感器1发射频率为f1的超声波信号，经过管道内液体中的悬浮颗粒或气泡后，频率发生偏移，以f2的频率反射到传感器2, f2与f1之差即为多谱勒频差fd.

　　设流体散射体流速为v,超声波声速为c，多谱勒频移fd正比于流体流速v，即