多声道超声波流量计

德国SICK公司Flowsic100超声波流量仪(图1所示)所用测量技术符合国际标准(如EN 15267 和 EPA 的性能规格6)，通过欧盟样品检验证明适用性，并获得中国环保认证(CCEP)。集合了现代超声测量的优点与超常的耐久性和很少的维护工作量。高灵敏度的传感器可实现 ±5ns 的时间测量，使得实现 0.02m/s 的流速分辨率，即便对小于 2m/s 的低流速也可以实现高精度的测量。超低流速下的精确测量的特性，贯穿烟道的测量方式，其线性测量结果更具有流速代表性，对于温室气体排放总量的数据计量尤为重要，直接关系到碳排放的市场交易。

图1德国SICK公司Flowsic100超声波流速仪

　　1、超声波流量仪测量原理

　　利用声波在流体中顺流、逆流传播相同距离时存在间差，而传播时间差异与被测流体的流动速度有关系，因而测出时间的差异就可以得出流体的流速。

图2 超声波流量仪测量原理

　　2、超声波流量仪系统特点

　　标准型FLOWSIC100包含1对发射/接收单元，一个MCU单元和一个接线盒。MCU用于信号输入输出，流量换算到参考条件(标态)的计算，以及通过液晶屏进行操控。

　　(1)通过选择不同模块，FLOWSIC100可以适用各种工况。

　　(2)测量穿过整个烟道直径，可以做到全通径测量，能完quan反映整个烟道内气体流态，测量更精确。

　　(3)通过监测内部参数及声速核查等手段，可进行远程诊断。

　　(4)数字化的过程，保证测量值具有高的精度，干扰造成的影响小。

　　(5)维护量小，无需反吹，即使是高粉尘环境，也没有堵塞情况。

　　(6)在皮托管无法应用的条件下(流速<5m/s)，超声波流量计依然可以准确测量。

　　(7)探头材质有多种选择，根据腐蚀情况可选择PVDF、不锈钢、钛合金等。

　　3、多声道超声波烟气流量测量系统解决方案

　　超声波流量仪利用信号的传播时间差法进行测量，对时间的测量灵敏度可达ns量级，从而实现对超低流速烟气进行精确测量。典型的超声波流量仪采用管道对侧安装方式，测量声道贯穿整个烟道，测量结果能更好地表征烟气平均流速。多声道的超声波流量仪可以利用多个声道之间的互相补偿效果，对不规则流场实现更可靠的测量，多声道系统在同等的安装工况条件下，可以获得更好的测量不确定度和复现性。

　　声道的探头数量不同采用不同的安装方式，常规单声道的探头采用对向安装(图3所示)，双声道的探头采用通过管道中心交叉安装(图4所示)，四声道的探头安装位置分布采用国际标准ISO17089推荐的探头布置方案，即4对探头成对称性平行对射式布置(图5所示)。

　不规则的流场可能会给实际流速测量带来额外的zui大为±2.5%的误差。多声道系统可以将此影响进行一定的降低，在烟气流场不规则的条件下，可以很好地进行相互补偿，部分消除不规则流场带来的额外不确定度，根据对现场烟气流速的CFD分析模拟，推荐选用不同声道数对烟气流速进行测量，以获得更好的测量不确定度和复现性。

　　4、超声波烟气流量计技术参数

测量原理 超声波传送时间测量

测量值 体积流量（操作中），体积流量（标准条件下），气体流速，声速，气体温度

量程范围 0～±40m/s

准确度 ±0.1m/s

安装角度 典型45°～60°

管径范围 0.15～13m

气体温度 -40～+450°C

气体压力 –100hPa～100hPa

zui大粉尘浓度 100g/m³

环境温度 -40～+60°C

zui大距离 1000m（信号处理单元与传感器单元之间）