夾持式流量計的測量原理、特點及應用分析

作者：Luci，Verhoeve，Thomas

在流程自動化行業(yè)中，時間就是金錢，考慮到這一點，夾持式流量計將是流量計量的發(fā)展方向之一。它適用于不允許出現(xiàn)停機并且要求立即工作的特定場合。 對于負責安裝的操作人員，這意味著傳感器的安裝必須簡單明了，不要求使用特殊工具，并且動手前不需要任何培訓。針對這一實際情況，KROHNE公司開發(fā)了安裝極其簡便的OPTISONIC 6300超聲波流量計。

夾持技術(shù)

夾持式超聲波流量計上市已有很長時間，無需中斷流程即可進行測量，為流量的測量提供了一種便利的方法。除了具有諸如無壓力損耗、非損傷性和易維護等優(yōu)點外，夾持式流量計適應性強，成本低廉，因此經(jīng)常作為一種靈活的流量計量方法使用。

但是，根據(jù)實際應用我們了解到，到目前為止要使用夾持式流量計獲得準確可靠的流量計量結(jié)果，仍可能存在問題。這是因為其準確度很大程度上依賴于用戶是否準確輸入管道和介質(zhì)參數(shù)。管道以及介質(zhì)參數(shù)的不準確必然造成流量計量結(jié)果的可靠性和準確度降低。不同管道和襯里材料、理想和非理想的流態(tài)、溫度變化以及上游的干擾也可大大降低夾持式流量計的性能。

在現(xiàn)場操作中，夾持式超聲波流量計安裝的地方有許多管道和介質(zhì)參數(shù)為不確定因素，造成很大的不確定性，甚至連操作員都無法發(fā)現(xiàn)。

要降低夾持式流量計不確定性的首要一點就是了解不正確的管道和介質(zhì)參數(shù)設置造成的影響。這些參數(shù)設置在使用夾持技術(shù)的工作中經(jīng)常被忽視。用戶很大程度上只重視獲得計量結(jié)果，而不管方法有多么笨拙或不準確。

因此當要求進行精確的流量計量時，目前和將來明智的選擇是管道式流量計。

使用新的夾持式流量計能夠在任何場合下進行流量測試，并且安裝極為簡便 發(fā)展歷程

在早期超聲波流量儀表的計量中，成功的計量常常取決于應用場合中的各種因素，例如管道、介質(zhì)類型和介質(zhì)中雜質(zhì)類型（例如氣泡或固體）。 多年來，KROHNE公司取得了長足的發(fā)展和改進，尤其是在管道流量計方面，使得超聲波流量計可以廣泛地應用在多種場合中，并且性能更佳。換而言之，KROHNE公司生產(chǎn)的超聲波流量計已經(jīng)最大限度地獨立于所使用的應用場合，并能取得較高的精確度。對于創(chuàng)新的管道式三聲道超聲波流量計來說尤其如此，因為它甚至使流量測量獨立于液體的流態(tài)。這類儀表是世界上準確度最好的儀表之一，它可適應各種應用情況。然而至今為止，已經(jīng)上市的夾持式流量計卻未能達到這一標準，因此夾持技術(shù)仍然是一種非校準技術(shù)，各種影響因素造成了其不確定性。

為了提高夾持式流量計的性能，KROHNE公司開發(fā)了新型的OPTISONIC 6300 夾持式流量計來提高其可靠性。通過全新的設計概念，OPTISONIC 6300提供了一種集成于電子線路中的質(zhì)量指標，可使測量的不確定性降到最低。調(diào)整探頭的位置時，轉(zhuǎn)換器的顯示面板上會出現(xiàn)柱形圖來顯示實時信號質(zhì)量。通過這一出色的工具，每位用戶都能輕松地優(yōu)化夾持式流量計的性能，使測量質(zhì)量提高到100%。

在調(diào)節(jié)探頭的位置時，柱形統(tǒng)計圖直接顯示信號的質(zhì)量 過去幾年里，流程自動化行業(yè)的用戶對設備的要求是操作簡便，而如今用戶要求設備在所有階段均使用方便，包括安裝、操作、維護和校準等方面。

夾持式流量計使用的便利性，需要依靠儀表的兩個方面： 電子部分和機械部分。目前市場上所使用的電子設備在能力和所提供信息量方面都過剩了。但是對于人機界面的操作方法以及軟件如何為用戶提供指導從而達到方便地使用方面，仍有很大距離。

夾持式流量計的機械部分的簡易性是最重要和關(guān)鍵的部分，這個問題以前沒有得到很好地解決。

KROHNE是第一家處理簡易性問題取得令人滿意成果的超聲波流量計制造商。

夾持式流量計的新設計所面臨的一個挑戰(zhàn)就是增加夾持結(jié)構(gòu)，從而達到工業(yè)現(xiàn)場牢固性的最高水平。另外即時啟動以及靈活性也得到了重視。

堅固耐用的工業(yè)夾持結(jié)構(gòu)

由于OPTISONIC 6300傳感器經(jīng)過了專門的設計測試，其夾持技術(shù)甚至可以應對苛刻的操作條件。首先，傳感器和轉(zhuǎn)換器完全不受天氣影響。所有轉(zhuǎn)換器均為本安型的，以便在非危險以及危險環(huán)境中使用夾持式流量計。為了避免鋪設電纜的危險和其他棘手情況的出現(xiàn)，一根獨特的工業(yè)電纜是機械以及電子部分之間的唯一連接。 超聲波信號的傳輸通過帶有鍍金連接器的工業(yè)同軸電纜得到保證。塵土、侵蝕性氣體、日光或外部損傷被一個設計良好的保護蓋擋在了外面。OPTISONIC 6300 的蓋子有多種用處，不僅可用作保護，還可減少維護的需要，也可以保護轉(zhuǎn)換器和管道之間的耦合劑，從而延長維修周期。

以上所述功能使OPTISONIC 6300成為用戶的首選，不僅如此，用戶在今后的數(shù)年里將會對其更為青睞。

在實際生產(chǎn)中，夾持式流量計耦合劑的定期添加不是一件大多數(shù)操作者愿意去做的工作。轉(zhuǎn)換器的人工操作以及繁瑣的重新定位常常造成零件的損壞或損耗，流量的測量也將受到影響。而OPTISONIC 6300的維護就簡單多了，取下保護蓋后，整個軌道，包括轉(zhuǎn)換器都可以通過按鈕解鎖。軌道可以提起并轉(zhuǎn)到一側(cè)。這樣就可以看到轉(zhuǎn)換器的接觸面了。只需將新的耦合劑添加到這些面上，并將軌道退回管中即可。

靈活的系統(tǒng)配置

OPTISONIC 6300有三種不同的傳感器類型可供選擇，可以用來測量管徑從DN15到DN4000范圍的管道。另外還有兩種不同類型可用于具有從- 50～200℃的溫度擴展的應用系統(tǒng)。

任何管道材料，不管是否有襯里，均可使用同一種傳感器，并且其被測管道壁厚高達75mm。選擇的傳感器可以處理不同的測量模式：V模式、W模式和Z模式。

一個轉(zhuǎn)換器可以接受三個傳感器的信號，OPTISONIC 6300的靈活性甚至更廣。在實際運用中，這可能意味著用戶可以在管路上游以及下游分別安裝一個傳感器進行流量計量。

結(jié)論

在現(xiàn)場使用KROHNE公司的OPTISONIC 6300意味著連續(xù)性以及長期的可靠性?？呻S時隨地進行流量計量，并且啟動也非常迅速。另外，新型的OPTISONIC 6300 夾持式流量計通過其堅固耐用的工業(yè)構(gòu)造以及添加耦合劑的方法為方便的操作提供了革命性的解決方案。

通過提供簡單的安裝說明，以及電子安裝向?qū)С绦颍僮鲉T會得到每個步驟的指導，在不到15分鐘的時間內(nèi)即可完成安裝。

夾持式流量計的測量原理

選好了安裝的地點，并了解了管道和介質(zhì)的參數(shù)后，第一步是將金屬帶安入一種獨特的專利技術(shù)基座，將金屬帶繞在管道上并將金屬帶的另一頭安入基座。出廠時軌道結(jié)構(gòu)中已經(jīng)預安裝了兩個探頭。然后軌道就可以立即固定到管道上。將機械和電子部分之間的單根電纜連接，然后OPTISONIC 6300可以通電。友好的操作系統(tǒng)即可以識別初次安裝，從而直接進入安裝向?qū)Ы缑?。儀表使用更為智能，更為方便；只要滑動一個探頭，系統(tǒng)就將協(xié)助優(yōu)化流量的計量。

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