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關(guān)于德國(guó)BURKERT寶德8081型超聲波流量計(jì)的工作原理
外夾式或者管段式超聲波流量?jī)x表是以“速度差法"為原理，測(cè)量圓管內(nèi)液體流量的儀表。它采用了先進(jìn)的多脈沖技術(shù)、信號(hào)數(shù)字化處理技術(shù)及糾錯(cuò)技術(shù)，使流量?jī)x表更能適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境，計(jì)量更方便、經(jīng)濟(jì)、準(zhǔn)確。產(chǎn)品達(dá)到水平，可廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電力、給排水等領(lǐng)域。
BURKERT超聲波流量計(jì)是通過(guò)檢測(cè)流體流動(dòng)對(duì)超聲束(或超聲脈沖)的作用以測(cè)量流量的儀表。
信號(hào)檢測(cè)原理
根據(jù)對(duì)信號(hào)檢測(cè)的原理超聲流量計(jì)可分為傳播速度差法(直接時(shí)差法、時(shí)差法、相位差法和頻差法)、波束偏移法、多普勒法、互相關(guān)法、空間濾法及噪聲法等。
超聲流量計(jì)和電磁流量計(jì)一樣，因儀表流通通道未設(shè)置任何阻礙件，均屬*流量計(jì)，是適于解決流量測(cè)量困難問(wèn)題的一類(lèi)流量計(jì)，特別在大口徑流量測(cè)量方面有較突出的優(yōu)點(diǎn)，它是發(fā)展迅速的一類(lèi)流量計(jì)之一。
優(yōu)點(diǎn)
BURKERT超聲波流量計(jì)是一種非接觸式儀表，它既可以測(cè)量大管徑的介質(zhì)流量也可以用于不易接觸和觀察的介質(zhì)的測(cè)量。它的測(cè)量準(zhǔn)確度很高，外夾式安裝最高也可以達(dá)到±0.5%的精度，幾乎不受被測(cè)介質(zhì)的各種參數(shù)的干擾，尤其可以解決其它儀表不能的強(qiáng)腐蝕性、非導(dǎo)電性、放射性及易燃易爆介質(zhì)的流量測(cè)量問(wèn)題。
缺點(diǎn)
現(xiàn)今所存在的缺點(diǎn)主要是可測(cè)流體的溫度范圍受超聲波換能鋁及換能器與管道之間的耦合材料耐溫程度的限制，以及高溫下被測(cè)流體傳聲速度的原始數(shù)據(jù)不全。2010年前我國(guó)只能用于測(cè)量200℃以下的流體。另外，BURKERT超聲波流量計(jì)的測(cè)量線路比一般流量計(jì)復(fù)雜。這是因?yàn)椋话愎I(yè)計(jì)量中液體的流速常常是每秒幾米，而聲波在液體中的傳播速度約為1500m/s左右，被測(cè)流體流速(流量)變化帶給聲速的變化量最大也是10－3數(shù)量級(jí)．若要求測(cè)量流速的準(zhǔn)確度為1%，則對(duì)聲速的測(cè)量準(zhǔn)確度需為10-5～10-6數(shù)量級(jí)，因此必須有完善的測(cè)量線路才能實(shí)現(xiàn)，這也正是BURKERT超聲波流量計(jì)只有在集成電路技術(shù)迅速發(fā)展的前題下才能得到實(shí)際應(yīng)用的原因。
BURKERT超聲波流量計(jì)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。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(cè)流體中，接收器接收到的超聲波信號(hào)，經(jīng)電子線路放大并轉(zhuǎn)換為代表流量的電信號(hào)供給顯示和積算儀表進(jìn)行顯示和積算。這樣就實(shí)現(xiàn)了流量的檢測(cè)和顯示。
BURKERT超聲波流量計(jì)換能器的壓電元件常做成圓形薄片，沿厚度振動(dòng)。薄片直徑超過(guò)厚度的10倍，以保證振動(dòng)的方向性。壓電元件材料多采用鋯鈦酸鉛。為固定壓電元件，使超聲波以合適的角度射入到流體中，需把元件放入聲楔中，構(gòu)成換能器整體(又稱(chēng)探頭)。聲楔的材料不僅要求強(qiáng)度高、耐老化，而且要求超聲波經(jīng)聲楔后能量損失小即透射系數(shù)接近1。常用的聲楔材料是有機(jī)玻璃，因?yàn)樗该鳎梢杂^察到聲楔中壓電元件的組裝情況。另外，某些橡膠、塑料及膠木也可作聲楔材料。
BURKERT超聲波流量計(jì)的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)
1.安裝方便
外夾式安裝，無(wú)需切管。這與傳統(tǒng)的流量設(shè)備非常不同。用戶(hù)只需將流量傳感器夾在管道表面即可。然后BURKERT超聲波流量計(jì)可以通過(guò)超聲波檢測(cè)流量，然后自動(dòng)計(jì)算流速值、流量累加器等。
不會(huì)切管意味著不會(huì)損壞管道。所以只有管道狀況良好，流量計(jì)上的安裝就不會(huì)提供泄漏的可能性。這個(gè)優(yōu)點(diǎn)更適用于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、中毒、腐蝕性液體等。
傳統(tǒng)的機(jī)械流量計(jì)必須使用活動(dòng)部件來(lái)“感應(yīng)"流量。這將破壞流狀態(tài)。同時(shí)，隨著運(yùn)動(dòng)部件的使用，流量精度會(huì)下降。隨著使用，運(yùn)動(dòng)部件會(huì)變壞，用戶(hù)必須更換新的流量測(cè)量裝置。
BURKERT超聲波流量計(jì)沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件，不需要接觸流體，因此沒(méi)有壓力損失。無(wú)壓力損失意味著您不需要做壓力補(bǔ)償，它可以節(jié)省壓力變送器的成本。
2.寬量程比
量程比是流量測(cè)量中一個(gè)非常重要的技術(shù)指標(biāo)。它用于指流量范圍，通常由流量技術(shù)/原理決定。
傳統(tǒng)流量計(jì)量程比小，如渦輪流量計(jì)為10:1，孔板流量計(jì)為3:1，PD流量計(jì)為10:1等。但BURKERT超聲波流量計(jì)通常為100:1，部分型號(hào)可達(dá)500:1。
3.低流量啟動(dòng)
自從流量測(cè)量可用以來(lái)，低流量測(cè)量一直是一個(gè)難題。對(duì)于小尺寸的管道，人們可以開(kāi)發(fā)特殊的流量裝置進(jìn)行測(cè)試。但由于特殊性，其價(jià)格總是很高，不易推廣到普遍應(yīng)用。
BURKERT超聲波流量計(jì)可以為過(guò)程控制提供非常低的流量測(cè)量。已經(jīng)開(kāi)發(fā)了各種類(lèi)型的BURKERT超聲波流量計(jì)用于低流量測(cè)量。
4.精度更高
BURKERT超聲波流量計(jì)其長(zhǎng)期精度被證明優(yōu)于傳統(tǒng)的機(jī)械流量計(jì)。當(dāng)然，如果外夾式BURKERT超聲波流量計(jì)不能滿(mǎn)足您對(duì)精度的要求，管段式和插入式BURKERT超聲波流量計(jì)是更好的選擇。
5.低功耗設(shè)計(jì)
超聲波技術(shù)為開(kāi)發(fā)低功耗BURKERT超聲波流量計(jì)提供了可能。這一特性在超聲波水表和超聲波熱量表中起著重要的作用。內(nèi)置3.6V電池，可工作6-10年。
6. 便攜式流量測(cè)量方便
便攜式BURKERT超聲波流量計(jì)由于功耗低和測(cè)量方式的鉗制，因此應(yīng)運(yùn)而生。便攜式BURKERT超聲波流量計(jì)為流量測(cè)試和流量測(cè)量提供了很大的方便。它是一個(gè)強(qiáng)大的工具。迅昇便攜式BURKERT超聲波流量計(jì)內(nèi)置高性能鋰電池，最多可以連續(xù)使用16個(gè)小時(shí)。
7.HVAC能量管理，降低您的成本
BURKERT超聲波流量計(jì)提供先進(jìn)和精確的能量測(cè)量，廣泛用于供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)（HVAC）管理中的水能量監(jiān)測(cè)。流量傳感器與能量傳感器結(jié)合，形成能量測(cè)量表，且無(wú)需損壞管道。高精度和穩(wěn)定的性能有助于降低能源成本。
8. 使用成本低
很多用戶(hù)的第一印象可能是先進(jìn)的流量計(jì)總是價(jià)格高。首查可能高于機(jī)械流量計(jì)。但加上安裝費(fèi)、使用壽命和維護(hù)費(fèi)，它的總成本并不高，甚至更低。
在數(shù)據(jù)上可測(cè)量并記錄流量的正負(fù)值，流量計(jì)會(huì)保存正累積量和負(fù)累積量，保證被測(cè)流量?jī)衾鄯e量的準(zhǔn)確度。
在通信上可以選擇豐富的通訊協(xié)議，4-20mA、脈沖、繼電器、RS485、Modbus、M-bus、Hart、批量控制器等，通過(guò)協(xié)議將數(shù)據(jù)傳到PC或者云端，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)，不同的通訊協(xié)議適用于各個(gè)不同的環(huán)境工況中。
在維護(hù)巡檢上可導(dǎo)出檢測(cè)管道數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)包含測(cè)量時(shí)間、流量、流速、正負(fù)凈累積量，可設(shè)置1秒間隙導(dǎo)出，適合管道巡檢工作。
在安裝選擇上可選擇外夾式、管段式和插入式，不同的工況所需要的安裝方式不同，可保持整體一致性。
在被測(cè)流體上可測(cè)量非導(dǎo)電流體和腐蝕性流體，選擇外夾式BURKERT超聲波流量計(jì)對(duì)管道不會(huì)有破壞，不會(huì)導(dǎo)致后期管道泄露的情況發(fā)生。
概況
BURKERT超聲波流量計(jì)一般用于需要知道管道流量數(shù)據(jù)的工程，選擇分為兩種，多普勒適用于明渠、多雜質(zhì)，多氣泡的液體測(cè)量，時(shí)差法適用于少量雜質(zhì)，相對(duì)純凈的滿(mǎn)管道液體測(cè)量。
具體工程還是要看需求，像是一般的自來(lái)水廠、污水廠、火電廠、煉鋼廠等大量用水的都會(huì)用到，又像是太陽(yáng)能電廠，清洗機(jī)，食品加工廠都也會(huì)用到迅昇小管徑的BURKERT超聲波流量計(jì)。
所以說(shuō)到底，只要是用到液體流量，又有需要知道流量數(shù)據(jù)的管道，都需要用到流量計(jì)。
環(huán)境
多普勒法適用于異相含量不太高的雙相流體,例如:未處理污水、工廠排放液、臟流程液;通常不適用于非常清潔的液體。
8081 型BURKERT超聲波流量計(jì)用于測(cè)量含有少量雜質(zhì)的水的流量。它由一個(gè)電子模塊和一個(gè)帶有集成式測(cè)量管的黃銅接口構(gòu)成。借助控制器和調(diào)節(jié)閥，很容易形成流量控制回路。電氣連接為 5 針 M12型連接器。不同版本的流量計(jì)有不同特征： - 一個(gè)脈沖輸出端或 - 一個(gè)脈沖輸出端和一個(gè) 4-20 mA 電流輸出端。每個(gè)版本都有 5 種不同的流量范圍：- QN 0.6 DN15：0.06 至 20 l/min（額定流量 0.6 m3/h，即 10 l/min）- QN 1.5 DN15: 0.1 至 50 l/min（額定流量 1.5 m3/h，即 25 l/min）- QN 2.5 DN20：0.16 至 82 l/min（額定流量 2.5 m3/h，即 41 l/min）- QN 3.5 DN25：0.6 至 116 l/min（額定流量 3.5 m3/h，即 58 l/min）- QN 6.0 DN25：1 至 200 l/min（額定流量 6.0 m3/h，即 100 l/min）
