超声波流量计在高粘度胶液流量测量中的应用

　　一、引　言

　　顺丁橡胶和热塑性弹体胶两种主要产品都属于高粘度高分子化工产品,以往为了有效精确可靠地测量流量,尝试过多种类型的流量计,最后我们选中了北爱尔兰潘纳梅曲克斯(简称PN)公司生产的model 6068型超声流量计。

　　二、工作原理

　　超声波流量计按测试原理分为:时差法、多普勒效应法、相关法、噪声法、波束偏移法。时差法和多普勒效应法应用最为广泛。时差法超声波流量计主要应用于含有液体的测量,而多普勒超声波流量计则应用于含有适量固体颗粒或气泡的多相流体测量。PN公司的mode 6068超声波流量计采用的是传播速度法中的时差测量原理。将两个超声波传感器安装在管道的上游和下游,传感器发出的超声波脉冲通过流动的介质交替地发射与接收超声波频率信号,与流体流向相同的脉冲其传播速度比与流向相反的脉冲传播速度要快,利用超声波在顺流和逆流中的传播速度不同,测量传播时间差Δt=t2-t1(t1,t2分别为顺流、逆流中超声波的传播时间),从而求出流体流速:

式中L——两传感器之间的距离

　　c——声速

　　k——仪表系数

　　由于声音在流体中传播的速度c随流体温度的变化而变化,所以必须进行声速修正,PN公司model 6068型超声波流量计的声速修正方法是:

　　两式相减可得:

　　只要同时测出t和Δt就可以求出流速v,消除声速c的影响。

　　6068型超声波流量计采用了各种先进的数字处理技术,包括正交相点技术,以测定传送时间,并大大增强了超声波流量计的抗干扰能力,提高了精度(±1.0%以内),在一定的流量范围内仪表测量不受流体的压力和温度的影响。只要气泡含量在5%以内,既使是气液两相,也不会影响测量。

　　三、仪表结构功能及组态

　　1.Model 6068超声波流量计的方框图其方框图如图1所示。

　　2.传感器的选用

　　PN公司一般使用下述3种传感器中的一种:湿式、干式、混合式。

　　Model 6068有4～20mA或0～20mA的标准输出,可附加继电器输出, RS232/RS423兼容通讯接口,可选择2行20个字的液晶显示或20键的触摸式薄板键盘。6068为程序化流量时,不需要示波器来进行调整,设定该流量及调用各种诊断测试法时,用户只要简单从键盘、显示器或从与RS423/RS232兼容的接口连接的计算机终端地输入管道及流体的参数就能实现菜单式操作,达到仪表零点校正功能、自诊断功能、模拟量输出功能、瞬时量累计显示功能等目的。

　　3.运行模式