超声波流量测量

　　超声波仪表没有活动部件，它们没有压力损失，并且它们提供免维护操作 - 与传统机械仪表（如正位移仪表（PD），涡轮机，孔板和涡流仪表）相比具有重要优势，并且在许多情况下还具有科里奥利质量米。

　　而且，超声波流量计总是比许多竞争系统更准确和可靠。价格一直是主要的绊脚石，但超声波的情况现在比以往任何时候都更强大，随着3波束超声波仪表的出现，用于取代用于测量非质量的质量，涡旋，正位移（PD）和涡轮流量计导电液体。

　　超声波流量测量使用传输时间原理，其中相反的发送和接收传感器用于通过流传输信号。当一起移动时，信号传播得更快。两个传输时间之间的差异用于计算流速。

　　图中显示了两种光束和三光束技术之间的差异。三种光束技术使仪器能够区分层流和湍流，并借助智能软件对其进行补偿，精度高达0.3％。

　　测量的平均流速度测量声学传感器之间测得的平均流速并不总是代表所需的平均流速。这是因为穿过管道的流速不均匀并且可能在性质上不同。流速分布有两个主要区域（即流动剖面）：层流和湍流，这些在流动中存在潜在问题测量。

　　雷诺数反映了流经管道的流体的行为。数字表示流动流中的惯性力和粘性力之间的比率。理论上，对于Re> 2300，将存在湍流分布（扁平形状），而对于Re <2300，将建立层状分布（抛物线形状）。此外，称为过渡区域的流动剖面存在于从1500到4000的雷诺范围内。

　　仔细检查超声波测量的结果表明，这对于湍流和层流流动剖面来说并不相同。

　　单光束测量的精度 - 在2-3％之内 - 已经证明对于许多应用是足够的，但是对更精确测量的需求已经增长。这导致了两种光束超声波测量仪技术的产生，其精确度为0.5％，但是仪器在区分层流和湍流方面仍然遇到问题。

　　为了提高精度，Krohne推出了Altosonic V，它使用五个测量通道（十个传感器），成为第一台满足高价值石油产品贸易交接严格要求的超声波流量计。流量计沿着五个平行的测量光束测量平均流速，从而覆盖整个计量部分的大范围流动剖面。这种方法在层流和湍流条件下产生大量关于流动剖面的信息。

　　多个测量通道的另一个优点是冗余，即使其中一个传感器停止工作，也能使仪表准确工作。在一些应用中，五个光束仪表成本过高，这就是为什么Krohne开发了三光谱仪，一种经济实惠的中间地面解决方案，利用5光束仪表中获得的知识，通过超声波测量的优势提供具有成本效益的精度。

　　新型三光束超声波流量计有两种版本 - 一种用于石油和天然气行业，另一种用于化学品和其他加工应用。第三个光束允许仪器区分层流和湍流，并在智能软件的帮助下进行补偿，精度高达0.3％。

　　3光束仪表采用使用数字信号处理（DSP）技术的软件将模拟信号转换为数字信号（AD）。 然后可以以多种方式处理这些数字信号，以生成关于测量过程的信息。DSP在3光束超声波流量计中最明显的优势在于，通过智能信号处理，3光束可以处理衰减，这会导致测量问题，比其他超声波流量计要好得多。

　　到目前为止，超声波流量计并不完全符合石化或化学工业所要求的精度，或者太昂贵。 三光束技术克服了这些局限性，Krohne开发了Altosonic III用于石油化学工业，UFM 3030用于化学工业。

　　Altosonic ifi具有一个特殊功能，用于计算实际体积与标准体积。 该程序基于API标准2540.可以分配两个输入来测量过程温度和压力，并且由于没有移动部件，因此没有任何东西可以漂移。 UFM 3030具有配料功能，可选择在达到编程的批量时分配其中一个输出来操作阀门。 它还能够有效地测量低流量，与涡街流量计相比的一个重要优势是扩展的计量范围。

　　除了超声波的基本优势，如无移动部件，广泛的可调范围，可忽略的压力损失和双向操作，3光束技术还提供更好的采样频谱，DSP和专用软件选项。