超声波流量计设计要点及应用案例

发布时间：2024-05-16 阅读量：1399 来源: 我爱方案网作者: bebop

超声波多普勒流量计的测量原理是以物理学中的多普勒效应为基础的。根据声学多普勒效应，当声源和“观察者”之间有相对运动时，“观察者”所感受到的声频率将不同于声源所发出的频率。这个因相对运动而产生的频率变化与两物体的相对速度成正比.在超声波多普勒流量测量方法中，超声波发射器为一固定声源，随流体一起运动的固体颗粒起了与声源有相对运动的“观察者”的作用，当然它仅仅是把入射到固体颗粒上的超声波反射回接收器上。

发射声波与接收声波之间的频率差，就是由于流体中固体颗粒运动而产生的声波多普勒频移，由于这个频率差正比于流体流速，所以测量频差可以求得流速.进而可以得到流体的流量.因此，超声波多普勒流量测量的一个必要的条件是：被测流体介质应是含有一定数量能反射声波的固体粒子或气泡等的两相介质，这个工作条件实际上也是它的一大优点，即这种流量测量方法适宜于对两相流的测量，这是其它流量计难以解决的问题。

另外，超声波技术探测流速，测量点在机体前方，不破坏流场；测量精度高，测流线性，可测瞬时流速，也可测平均流速；无转动部件，不惧泥沙堵塞和水草缠绕，探头坚固耐用，不存在泥沙堵塞或水草、杂物缠绕等问题，广泛应用于工业、水利、环保、石油等领域的流量测量。

超声波流量计应用场景

1.工业生产

在工业生产过程中，需要实时监测生产过程中的流量，以确保生产的稳定和高效。超声波流量计可以实时监测各种液体和气体的流量，为工业生产提供重要的数据支持。

2.水资源管理

在节水灌溉、水资源分配和水环境监测等领域，超声波流量计是理想的测量工具。它可以实时监测河流、渠道和地下水的流量，为水资源的优化管理和保护提供数据支持。

3.石油和天然气工业

在石油和天然气工业中，超声波流量计可以用于监测油气的输送流量，为油气资源的优化配置提供数据支持。

4.城市供水和排水系统

在市政供水和排水系统中，超声波流量计可以实时监测供水和排水的流量，为供水和排水系统的优化运行提供数据支持。

5.养殖场

循环水养殖通过使用各种各样的水处理设备来获得良好的水质，营造适合鱼类生长的生态环境，从而达到养殖密度高，养殖生物快速健康生长的目的。其中涉及养殖业专用超声波流量计应用主要技术环节包括：营养液配比、循环水消毒、污水处理等。通过各环节超声波流量计的流量、流速监控系统来实时反馈系统运行状态。以此监测排水变化，水质差和许多其他因素，来提高水产养殖存活率。

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龙芯LS1D超声波流量测计量开发板

该方案主控采用龙芯超声波流量测计量芯片LS1D，是龙芯自主设计研发的用于超声波热表、水表和气表测量的专用SOC芯片，与同期市场上产品相比具有高精度、高安全性、高性价比、高集成度、低功耗等特点。方案集成了CPU、串口等功能，时间测量单元、温度测量等单元，超声波脉冲发生器、段式LCD控制器、电压检测、空管检测、断线检测等多个功能模块，可广泛应用于供水、供热、燃气安全等多种领域。

2.龙芯LS1D超声波流量测计量便携式演示板

龙芯LS1D超声波流量测计量便携式演示板是基于龙芯超声波流量测计量芯片LS1D搭建的快速测试、评估超声波流量转换器的硬件开发平台。此款样品开发套件提供了超声波水表所需的硬件接口，配套软件包不仅提供了完整的套件编译开发环境，还备有用户友好的参数配置和单元功能测试用例，极大缩短了用户的开发周期。可广泛应用于供水计量、供热计量、工业流量计量等行业。

超声波流量计系统设计要点：

1. 系统设计：根据实际需求确定测量点的位置和数量，考虑流体的特性、流速范围、管道直径、应用场景等因素，选择合适的多普勒超声波流量计型号和安装方式。

2. 安装调试：根据流量计的安装说明，将其正确安装在管道、渠道上，并进行必要的校准和调试工作。确保传感器与流体的正常接触，避免干扰和误差。

3. 数据采集与处理：将多普勒超声波流量计与数据采集系统连接，实时采集流量数据，并进行信号处理和计算，得到准确的流量结果。可以选择将数据存储在本地或通过网络传输到远程监控中心。

4. 系统监测与维护：定期检查流量计的工作状态，确保其正常运行。对于长期运行的系统，可以设置报警机制，及时发现异常情况并采取相应的措施。

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