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超聲波流量計安裝及故障診斷處理

時間:2017-04-15 16:41 來源:http://www.zppyue.icu 點擊數:

近年來生產的超聲波流量計,由于采用了大規模或超大規模集成電路和高可靠性電子元器件,加上換能器的質量保證已達到了前所未有的高度,因此使它一般具有 10 年以上的可用壽命。在實際使用中,超聲波流量計已能滿足絕大多數用戶對測流精度的要求,而且投資適中。文中對超聲波流量計安裝及故障診斷處理進行了分析,僅供業內人士參考

1 .導言

隨著電子、計算機和材料技術的不斷深入發展,超聲波流量計正在得到越來越廣泛的應用,許多水利工程就普遍使用了超聲波流量計。

2.管道式非滿管超聲波流量計技術特點

 

德國 ACAM 專用時間數字轉換電路,分辨率 50ps;美國 TI 超強傳感器發射功率,穿透 15mm 碳鋼板;美國專用低噪聲前置放大器,0.8nv/Hz

 

美國 ATMEL 先進的 MAGE 1280 系列微控制器;完全的獨立設計編程種專利技術;隔離 RS485 串口和脈沖輸出;抗工頻和變頻干擾;空管自動判斷和故障判斷;

 

可選配電源防雷和信號防雷;防爆等級:Exdib Ⅱ BT4CMC 認證:00000251

3.流量計的安裝與調試

 

3.1 安裝

 

超聲波流量計的安裝調試主要包括換能器的安裝、主機的安裝、信號電纜連接以及系統的調試等。

 

3.1.1 換能器安裝

 

換能器的安裝中最主要的是定位,即在渠道兩邊或管壁找出安裝換能器的準確位置。通常采用激光經緯儀定位,換能器與中心線的夾角(聲路角)一般選擇 45°比較好。其次,安裝好換能器后,要準確測出換能器的實際安裝參數,即聲路長、聲路角、聲路高程以及水位計的安裝高程等。

 

3.1.2 主機安裝

 

主機安裝主要是信號電纜(射頻電纜)和電源線的正確連接。信號電纜在鋪設時,電纜的兩頭應做出識別標記,以避免連接出錯。電源要保證供電電壓波動在設備要求的范圍內,否則容易損壞主機。在某泵站安裝初期,因為暫時使用施工電源,其電壓穩定性較差,因此在電源進線端增加了穩壓電源。

 

流量計與計算機監控系統通過串口連接,由計算機監控系統進行數據自動采集。

 

3.1.3 非滿管超聲波流量計的安裝首先選好安裝支架的固定中軸,支架可以隨意滑動,旋轉角度;將支架固定在管道上之后可以旋轉或者活動滑塊來選擇傳感器安裝位置;其次安裝固定最下端傳感器位置,然后調節滑塊確定其他傳感器位置;安裝完畢后卸下支架。此外,安裝支架如果是在儀表井內操作,儀表井的大小要保證管徑的邊到儀表井的兩邊距離里不低于 0.8 米。

3.2 系統調試

 

第一步,按照說明書的要求,利用 LED 顯示屏人機界面,或利用便攜式電腦和調試軟件在逐級菜單項目下輸入實測的安裝參數。第二步,在管道有水的情況下(所有的換能器必須全部淹沒于水中),進行流量計自檢,然后檢查各聲路的工作情況。檢查應在靜水和動水的情況下分別進行,而且靜水檢查非常重要,因為此時流量計測出的水流流速應為零,可以間接檢查流量計的準確性。第三步,檢查流量計輸出的工作情況,如打印機、模擬量、開關量的輸出情況等。若一切正常,流量計便可進入正常的測量狀態。第四步,通過串口與計算機監控系統進行通信測試,在計算機端設置好相應的通信規約,檢查數據格式與內容的準確性與完整性。

4.流量計的誤差分析及校驗

 

4.1 流量計的測量誤差分析從超聲波流量計的測量原理分析,可給出其測量誤差主要分量為:時間信號測量誤差 E1:指流量計測量時差存在的誤差;安裝測量誤差 E2:指聲道長、聲道角等測量誤差;水位測量誤差 E3:主要指水位計誤差,與儀器精度有關;積分誤差 E4:指積分公式計算誤差,其值是固定的;流態分布畸變誤差 E5:屬于隨機誤差,可采用多聲路加權積分消減。流量測量的總誤差取各分量誤差和方根合成,其計算公式如下。

 

 保證1.jpg

4.2 流量計的校驗

 

大型超聲波流量計的校驗是目前工程實踐中的一項難題。原因就在于直接而理想的標準校驗設備和設施難以在工程上實現,這里既有技術方面的原因,也有成本方面的原因。目前較常用的方法有:結合工程實際,運用體積比對法;利用上下游同類儀器或總管分管儀器交叉比對;使用傳統儀器比對。

5.現場安裝傳感器專用工具及安裝示意圖

 

如果需要現場安裝傳感器,須使用專用安裝工具,在沒通水情況下可以現場進行安裝,保證安裝的準確性

保證2.jpg

6.結論

總之,超聲波流量計技術以其測量精度高,實時性好,維護工作量小,壽命長等特點越來越得到重視,特別是超聲波流量計可以適應現代化的傳輸技術。隨著國家對水資源的重視和節水型社會的建設,超聲波流量計技術將成為今后現代化水計量的主要手段。


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