现在的超声波热量表基本选用“时差法”测速,该方法是利用超声波在水中的传播时间与水流速度相关的特点,根据逆流、顺流时传播的时间差计算流速,进而换算出流量,测温元件铂电阻的阻值对温度变化反映灵敏,可以通过阻值的变化确定水温。
超声波换能器的安装方法、超声波在水流中的行程、换能器与水流交界面的洁净度以及管道内水流流动的变化都会影响水流测速结果,导致流量计量误差。工程中常应用“V型”声道,通常可以适用于DN15mm~DN400mm管道测速,但是作为拥有多年生产经验的厂家,我们建议在公称直径大于200mm的管道最好是选用“Z型”声道,这两种方式下超声波穿过水流的次数较少,可有效降低能量损失、保证足够信号强度的同时提高测试精度,并且组件安装较为简便。
超声波热量表的换能器主要作用是负责超声波信号的发射、接收,安装方式也是有很多种,有“外夹式”、“插入式”、“管段式”。其中“外夹式”安装于管壁外侧,不损坏管道本体,装设时系统可正常运行,需借助耦合剂实现超声波信号的传递;“插入式”其换能器与管内流体直接接触,系统运行时可安装;“管段式”内部有直管段通道,换能器不进入流场,无流场干扰,安装时需停运系统。“管段式”按照用户设计参数配置且装配条件较好,与前两种方式比较,在同样工作条件下测量精度最高。通常在一些试验中的热量表都是采用“Z型”声道、标准“管段式”流量计。
另外超声波热量表在热计量过程中常用的热量计算方法主要有“焓差法”、“热系数法”,焓差法的优势为超声波热量表安装位置灵活,可在供水侧或回水侧,不影响计量结果,适用水温区间0℃~150℃;热系数法则要求水温具有较小变化范围,所以在现在我们都是采用的“焓差法”。
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