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常用的超声波换能器安装形式分析

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常用的超声波换能器安装形式分析

2019-09-02 16:13

超声波换能器是超声波流量计的关键部件,换能器分为两种:一种是发射换能器,另一种是接受换能器。发射换能器是将电能转变成超声波能量,发射到被测流体中,接受换能器接收到超声波信号,通过控制器,将接受到的超声波信号经过计算,得到流量值加以显示。

超声波流量计常用的检测方法主要有时差法、频差法、相位差法、波束偏移法、多普勒法和相关法等。其中,时差法、频差法和相位差法总称为传播速度差法,这种方法是超声波流量计的典型工作原理,它是利用声波在流体中顺流传播和逆流传播时间的不同来进行计算的,通过计算时间差值来求得流体的速度,进而得到流量值。

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1,换能器插入式安装结构分析

超声波换能器插入式安装,是使用专用的安装工具在管道上开孔,将超声波换能器通过开孔直接插入管道,安装时一般不需要停留。这种安装方式测量精度比较高,不会受管道结垢。锈蚀等因素的影响;但是,由于换能器插入管道内部,与被测流体直接接触,因此,换能器会发生腐蚀、结晶等不利因素影响;同时,由于超声波换能器不耐高温,所以也很难用于测量高温流体流量。

2,换能器管段式安装结构分析

超声波换能器管段式安装与插入式安装有一定相似之处,在经过设计计算并加工好的管段上,固定安装超声波换能器,换能器插入管段并直接与被测流体接触。由于管段加工精度高于普通管道、管段的几何尺寸可以被精确测量、一对换能器之间只有一种被测介质,因此,换能器管段式安装的流量测量精度会高于插入式安装。但插入式安装的一些缺点,管段式安装也有,比如不耐高温、腐蚀、结晶等,而且管段式的超声波流量计安装时需要切开管道并断流,比较复杂,大口径的管段加工难度大,费用高。

3,换能器外夹式安装结构分析

超声波换能器外夹式安装是将换能器安装在管道外壁上,不与被测流体接触,因此,不存在换能器腐蚀、粘结等问题,但直接接触管道还是会面临耐高温的问题。由于管道内部没有任何测量部件,因此不会改变流体的流动状态,也不会有压力损失;安装方法简单,不需要切管和开孔,安装时不用停流。其不足之处在测量精度低于插入式和管段式。

4,换能器常用安装结构总结

插入式、管段式和外夹式这三种常用的安装形式,对于实际应用都各有利弊,但对于耐高温这一项性能指标,三者都不能很好地满足。因此,为了满足高温流体的测量需求,就需要设计一种能耐高温的超声波换能器的安装结构。

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