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超声波流量计系统软件设计以及硬件组成

来源:常州酷特仪器仪表有限公司    时间:2018-12-14
[导读]:

1、超声波流量计的流速修正

超声波流量计测量的是超声波传输线上的线平均流速,由于管道内流态分布的影响, 为了得到实际流量需要按照雷诺系数对线流速进行修正,以求得面平均流速。求雷诺数的公式如下所示:

 雷诺数= D ×V0/Vis

式中 D ——管内径
            V 0——流速
            V is——粘滞系数

对应于不同的雷诺数,管道修正因子如下式所求得:

管道因子= 真实流速/指示流速

可在EPROM 中固化对应的雷诺数和管道修正因子表,现场使用时可通过子菜单来确定是使用固化的修正表还是手工输入管道因子修正值。最多可设置10 段的近似折线来修正用户数据点。

2、系统硬件组成

外夹式超声波流量计主要由超声探头、主机(包括电源电路、主机板、和键盘显示电路板) 和传感器夹具组成。主机板电路上采用两片51 系列的CPU,一个主要用来控制超声探头的发射和接收时序和实时的流量处理,另一个主要用来实现键盘中断, 显示瞬时流量及提供4~ 20 mA 输出。

在大多数工业现场中,接收回波信号大都十分微弱,同时由于流体中的反射介质距离安装的超声探头的远近不一(即管径大小、流体类型等不同),这样就造成了接收信号的强弱不等,经过主机的自动增益电路,可得到稳定的超声波信号。

3、系统软件设计

单片机系统由1 片9032 和1 片8951 组成,扩展一片EPROM 27512,一片带固化电池的DS1225RAM , DS12887 芯片用于系统的实时日历时钟的管理。

为进一步提高数据采集的抗干拢性能,该系统软件采用了中值滤波法、滚动平滑滤波和瞬间非稳态流量差值排除滤波法。这样,有效地抑制了尖脉冲干扰以及工业现场的流量的瞬态干扰的影响,提高了仪表的测量的可靠性。由于该系统的软件指令较多,故软件清单从略。

4、结论

外夹式超声波流量计属于非接触式流量计,不插入管道内部,不用断流即可安装, 而且安装迅速简便。若该机配置专用的高温探头,可测量高温液体的流速。经送计量局标定,测量精度可达1. 0%,且抗干拢能力强。对于管壁结垢和气泡严重的场
合,还存在一定问题有待解决。

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客户使用与选型常见问题解答:

1、浓盐酸用什么流量计 ?

答: 对于浓盐酸等腐蚀性强的介质,应选用电磁流量计,衬里必须选择四氟,电极选用哈式电极,这些材质都有很好的耐腐蚀性


2、流量计精度等级为2.5级,是什么意思 ?

答:所谓的精度等级概念是:在实际测量所得的流量中允许最大误差的百分比。例如量程为10~200m³/h的流量计,其最大会产生的误差为(10~200)×(±2.5%)=(±0.25~5)m³/h

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