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产品描述
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一、电力线上网概述
经过多年的发展,互联网已发展成为世界上覆盖面广、规模大、信息资源丰富的计算机信息网络。因特网已经深入到社会的各个角落,在人们的生活、工作、学习、等方面发挥着日益重要的作用。无论是家庭用户还是办公用户，接入互联网的方式除了常见的ADSL、CM、FTTB+LAN、无线Wifi等方式外，一些新的互联网接入方式不断推出，其中电力线上网就是较引人注目的一项技术。
电力线上网（(Power Line Communication，PLC）是指利用电力结传输数据和话音信号的一种通信方式。该技术利用家庭和办公室中已有的电源插座，通过电力线路构建高速因特网，实现数据、语音和视频等多业务的承载，终可实现四网合一。终端用户只需要插上电源插头，就可以实现因特网接入，电视频道接收节目，打电话或者是可视电话。
二、基本原理
原理上，用户通过电源插座即可实现宽带接入，无须综合布线。PLC技术分为低压PLC和中压PLC两种。PLC利用1.6M到30M频带范围传输信号。在发送时，利用GMSK或OFDM调制技术将用户数据进行调制，然后在电力线上进行传输，在接收端，先经过滤波器将调制信号滤出，再经过解调，就可得到原通信信号。目前可达到的通信速率依具体设备不同在4.5M~45M之间。
例如要在一个小区宽带中实现电力线接入——当以电力线作为传输媒体接入互联网时，开工时只需在楼里配备一台PLC局端设备进行信号覆盖，通过将传统的以太网信号转化成在220V的民用电力线上传输的高频信号，采用耦合器将信号耦合到三相四线电线中，实现信号加载和传输。
此时传统意义上的电力线就成了用户上网的传输媒体了。如果单元的电表是集中放置时可在电表后进行信号耦合，此时信号加入后不受电表的磁场干扰，信号分配均匀，受电源总负荷变化的影响力小。需要上网的用户只需要有一台PLC用户端设备就可以了，随着用户数增加到15个或以上时ISP可再增加一台PLC局端设备以便保用户的接入速度不小512K。
以此类推当出口带宽足够时，随着用户数的增加ISP只要适时地增加PL局端设备的数量，就可保用户的连接速度不小于512K。采用信号回路迂回至电表箱，分别在用户电表后端利用磁环将信号耦合到供电线路，此方案信号加入后不受电表的强磁场干扰，信号分配均匀，受电源总负荷变化的影响力小，后数据网线汇总到交换设备连接。
三、电力线上网的优势
1、组建、覆盖范围广 电力线是覆盖范围广的网络之一，这也使PLC可以轻松地渗透到每个角落，为互联网的发展创造大的空间。不管是对家庭还是单位来说，电力网络是现成的，不需要重新建设，所以应用PLC技术的投资比较小，也很方便。电力线接入只需先申请其它宽带专线接入，然后再将其接到配电间的电力线局端设备上。这样，每个房间的电源插座上，只要插上“电力猫”就可以上宽带网了。其虽然对单个用户并不具备成本上的优势，但对多个用户（小区用户）或商业用户群很具价格优势。
2、高速率从技术性能的角度来看，ADSL的下行速度为8MB／s，HFC为10 MB／s，PLC可与之。PLC其传输速率依设备厂家的不同而在4.5M-45Mbps之间（通过升级设备可达100Mbps或高），国内PLC猫多采用14Mbps速度。足以支持现有网络上的大部分应用，而且高速率的PLC产品正在研制之中。
3、使用便捷PLC属于“即插即用”设备，不用烦琐的拨号过程，接入电源就等于接入网络。不管在家里的哪个角落，只要连接到房间内的任何电源插座上，就可立即拥有PLC带来的高速网络享受。
4、安装简单对于家中已接入宽带网的个人用户来说，只要购置一或两只“电力猫”，一只接入室外进来的电信或网通的宽带接口，另一只就可以在室内任何一个电源插座上，然后再利用RJ45双绞线与计算机的网卡连接或USB连线与计算机的USB接口连接就可以了，在房间只要有电线插座的地方就能有线上网。?而要在只有一个宽带入口的情况下要实现多台电脑同时上网。可由宽带路由器或带路由的ADSL猫实现内置网络地址转换（NAT）和地址分配（DHCP），再在每个用户端配置一个电力猫，便能实现多台电脑共享一个宽带入口上网。当然，多情况下，是ISP在进行电力布线时，已选用了“电力路由器（PLC Router）”，其亦能实现内置网络地址转换（NAT）和地址分配（DHCP），让N个电力猫实现N台电脑同时上网。
四、电力线上网存在的问题
目前还没有一种十全十美的宽带接入方式，电力线上网亦是如此。在电力线上进行高速的通信目前还存在很多严重的障碍，多路延时散射是高速率面临的一个难题。在实用中的交流电力线路上还存在不可预测的噪声、无数的干扰源、高度的信号衰减、大范围变化的阻抗，以及刚才提到的多路延时散射。另外，FCC辐射标准也是一个障碍。从技术角度而言，在利用电力线作为传输媒介的通信过程中，主要存在着以下几个不利因素：
1、 可变的信号衰减和电力线阻抗 信号衰减和电力线阻抗的变化是与所传输信号的频率及其物理位置相关联的。在某些情况下，电力线阻抗可小0．1Ω，但在另外的条件下，它又会增大到100Ω左右；同样，信号衰减在多数情况下都小于55 dB，但有时又可高达100 dB。这些情况对于载波信号的稳定传输都有着较大的影响。
2、 阻抗调制 阻抗与时间也有一定关系。一般而言，在交流波形中，信号接近零点的部分比其波峰部分具有高的阻抗，这个现象可以通过电源的操作来作一些解释：如果线性电源的整流器在波形的波峰处开始工作的话，则通过变压器，整流器就会与电源的低阻抗电容相连，从而导致了此时具有较低阻抗的状态。
3、 脉冲噪声（Impulse-Noise）脉冲噪声应该说是电力线通信中存在的大障碍。由于脉冲噪声具有瞬间、高能和覆盖频率范围广的特点，因而对于载波信号传输的影响相当大，不仅会造成信号的误码率(PER)高，使得接收装置无法对信号进行正确的纠错；另外，它还有可能使接收设备内部产生自干扰，严重影响整个系统的工作。所以，对这种干扰的抵御就显得尤为重要了。
4、 等幅振荡波干扰（Continuous-Wave jamming）等幅振荡波干扰源包括有意干扰源和无意干扰源2种。前者如婴儿监控器和对讲机等家庭用产品，其工作频率都在100～300 kHz之间；而后者（如电源开关等）产生的主谐波频率也都在50 kHz以上。这些频率范围恰恰是大多数载波信号的频率范围，因而，这种干扰所占的比重也是较高的。
要想理解这两者之间的争论，就一定要明确这两种平台之间的根本性差异。例如，DCS体系结构源自一种完整的系统方法，其焦点在于基于网络实现分布式控制，协助作业人员监视并操控工厂中的任何一个区域。通过的确定网络实现一致、同步并且完整的过程数据正是DCS体系结构的。
另一方面，PLC体系结构聚焦于灵活快速的本地控制，PLC技术近的发展为其增加了过程控制能力。当PLC和HMI软件集成在一起时，其终形态看起来与DCS十分类似，但是这仍旧是一种自建(DIY)的实现方法，意味着工程师亲力亲为实现系统的每一个环节。对于控制来说这种方法加灵活，但是DIY通常意味着在组网和性能上大的技术风险，其导致的成本增加会在后期慢慢体现。
以前，相对于PLC系统来说，DCS通常加昂贵，而且与今天面临的状况不同，当年很多工厂对生产速度、产量、废物排放、性和遵循法规上的需求并不高。正是因为这样，基于PLC的系统才获得了发展，因为它们能够提供低的固定资产，同时提供的功能也足够用。但是随着时代的变迁，在市场范围DCS系统的价格不断降低，制造企业对其需求也随之上升。因此，在投建新自动化项目时，很制系统工程师、维护经理和工厂经理开始重新审视DCS和PLC控制系统两者的优劣。
在评价DCS和基于PLC架构的自建分布式控制系统时，有几个要点需要注意。
网络能
优良的网络能始于合理的网络设计，而合理的网络设计依赖于对每一个网络节点的通讯行为和用来承载网络信息的协议的详尽了解。主要的过程自动化供应商已经注意到这种需求，他们提供优的方案，使用户可以为控制系统选择优的网络设计。而DIY方案的应用工程师可能需要完成特定网络拓扑结构的搭建。
网络设计和安装完成之后，下一步就是测试网络能到底如何。对于不同的数据采集量、警报、历史信息、对等网络信息和随时可能发生的备份作业，同样的网络拓扑结构的性能可能具有很大的差异，这需要依靠的优拓扑结构测试才能够得出结论。
设用户已经完成了网络的设计和安装，工厂达到了大生产能力，一切都按照预期运行，那么此时需要面临的挑战就是如持这种平稳的网络作业状态。
一种解决方案是在项目之初就安装容错以太网(FTE)，这是一种使用并不昂贵的成品组件实现冗余工业以太网的组网技术，这种技术能够提供高可用性。FTE还能够提供足够的网络诊断，实现对过程控制网络的持续关注，可以作为DCS的一部分。
而且，工厂在补丁和新被载入生产系统之前对其进行功能和性能的测评。有经验的网络工程师深知网络上的每一台设备都正常工作，才能构成一个健康的网络整体，正所谓一条臭鱼腥了一锅汤。
控制性能
良好的过程控制是建立在和可重复的控制策略上的。过程控制器作为经典DCS体系结构的一部分，在作业方法上比PLC具有多选择。PLC的运行速度相对来说快，而过程控制器的强项在于可重复性，这意味着控制策略的运行周期是固定的——运行的过快或者过慢都是不能接受的。在每一个运转周期内实现可重复的控制，有助于工厂实现可重复的质量、生产率和作业结果。
运行周期并非差别，其他系统服务也将解决控制器的配置，例如，如果控制器产生的报警会对控制任务产生影响，那么这些报警就会被屏蔽，当过程扰动渐趋平稳时，再恢复这些警报。为了有效实现这种警报管理机制，能够与控制产生警报的时间紧密配合，那些用来收集、存储和报告这些警报的报警子系统和事件子系统也是如此。老话重提，系统的作业方法是DCS的。
HMI图形
HMI软件包供应商通常都会吹嘘操作员设计图形界面是如何的容易。但是不管图形界面设计的多么令人印象深刻，它都不能为工厂带来直接的经济效益。设想一下过程控制环境建立图形界面，因为它们已经内置了图形界面，这是多么惬意的一件事。
但是随着时代的变迁，在市场范围内DCS系统的价格不断降低，制造企业对其需求也随之上升。
如果系统控制功能和作业环境整合在一起，那么支撑过程工厂运转的的功能都可以标准化。一些DCS平台能够提供上百种标准面板、分组显示和状态显示，这不仅对于有效的工厂作业非常重要，关键这些功能是现成的。
控制算法
面向对象的功能模块主要用于用户功能的属性。通过创建具有完整参数功能的功能模块，用户可以开发并对控制策略实现调整，重新设计控制功能，所有必需的功能都经过备案可选。应用工程师仅需将模块集成到所需的控制配置中即可，十分容易。编程的自动备案控制器配置使DCS体系结构对于工程师的使用和故障排查来说十分。
让我们以一个常用的过程控制功能——PID模块为例。使用DCS数据模型，可以通过配置界面获得PID功能模块的全部信息，此界面的各种算法已经通过验证，可以按需选择。HMI中的报警、趋势分析和历史数据功能所需的参数可以在一个站点轻松完成和配置，再对HMI配置进行改。
应用软件
在一套自动化系统20~30年的服役期内，考虑用户需要对系统进行扩展、改或者为系统增加新技术的频次是很重要的。
“如果系统控制功能和作业环境整合在一起，那么支撑过程工厂运转的的功能都可以标准化。”
对于DIY系统来说，要想找到工厂运行所需的所有应用程序，只需要翻翻PLC和HMI供应商的选型手册然后下订单即可，随后就可以获得授权、DVD安装盘、下载内容和其他一系列有用的资料。但是，如果只需要选择一种型号代码就可以立即收到所需的整套系统岂不是加便利么？一个授权文件可以用于所有支撑过程工厂运行的控件、数据备份、趋势分析对象、业务集成软件和工厂运行中所需要的图形。DCS体系结构能够确保所有的控制应用程序都被正确加载，版本正确且经过兼容性测试。
数据管理
当DIY的DCS系统被拼凑起来后，各种不同的数据模型将会产生多种代表同样信息的数据。当这些个体被组装成一个系统之后，这些不同种类的数据模型同步并且受到维护，对于应用工程师和系统管理员来说，完成这项工作是一个不小的负担。
而对于DCS体系结构来说，通用的数据模型能覆盖整套系统。因此，一个数据源可以为系统任何位置的任何一个应用程序或者服务提供数据。这个问题的关键并不在于数据库的数量，而在于单一的数据模型，不管数据组件在何处，它都可以被体系下的任何一个组件所使用，而且数据组件复制。综合的数据模型并不一定意味着仅使用一个数据库，但是它肯定意味着对于任何数据组件来说都具有同一个去处。
批量自动化
DCS体系结构的综合特性长久以来一直是批量自动化工程的上佳之选。相比于其他类型的自动化，批量要求在相位、单位、配方、公式和其他要素上做到精细的配合。即使经典DCS体系结构在提供完整的解决方案时也面临着不小挑战，因为批量环境中的组件实在过于多样化。正是基于此种原因，很多批量自动化工程都选择将多种解决方案混合成一种解决方案。
不管怎样，批量数据模型已经不像从前那样令人心生畏惧了，批量自动化解决方案的各种不同的信息现在使用单一的DCS数据模型就可以采集完成。例如，批量管理和执行所需的所有组件都运行于过程控制器上，或者在要求性的场合这些组件都运行于冗余控制器上。这意味着没必要非得使用一台PC作为批量服务器。因为所有的批量组件都运行于控制器上，批量执行加快速，循环时间得以缩短，产量提升。而且，对于各种报警、安保和显示功能，操作人员只需要学习一种作业环境即可，误操作的可能性也低。从工程和维护的观点来看，这种方法的优势在于仅需学习并支持一种工具即可控制工程网版权所有，事半功倍。
开放式连通性
今天的过程工厂很少选择单一的控制器。这就是为什么经典DCS体系结构也能够将三方设备以同样的数据模型引入的原因。这意味着操作人员能够以一种统一的风格浏览来自于不同厂家的控制器的信息。
控制解决方案是否能够将企业解决方案无缝融入控制层也是一个重要的考虑方面。因为信息富集型应用通常都是如需则急需，所以对制造执行系统(MES)、资产管理系统、报表软件、统计过程控制(SPC)、停机跟踪或者其他企业层解决方案进行提前考虑是很重要的。
技术
控制策略在应用到实际的过程之前经过的“排查”。由于过程控制关注可重复性，所以能够将控制策略直接运行于环境而改，这一点是十分必要的。过程控制中的计时是很必要的，器能够地重现过程执行的计时。
“由于过程控制关注可重复性，所以能够将控制策略直接运行于环境而改，这一点是十分必要的。”
基于此种原因，DCS供应商都提供的器技术，在工厂整个生命周期内帮助改善性能。有多种选择，从离线的稳态设计、控制核查和操作员培训到在线控制和优化、性能监控和作业计划。
过程历史数据
的过程改进依赖于优良的过程数据，这意味着历史数据的收集与工厂自动化系统的功能协调一致，不会妨碍加紧急的控制要求。但是，如果出于某种原因中断历史数据收集，那么之后能够恢复历史数据，因为不完整的历史数据是不能接受的。工厂需要一种的解决方案以历史数据，并将这些数据用于趋势和质量分析。
基于此种目的，大多数现有的DCS平台现在都具有的内置过程历史数据功能，工程师和工厂管理人员可以藉此在单一站点完成对整体作业性能的分析。冗余数据收集机制还能保证在主历史数据收集器失效时切换至辅助历史数据收集器。
做出决定
当然，每一家工厂对自动化和控制都有其的要求，实际上不管是DCS还是PLC都能满足每一家工厂的需求，落实到具体的应用和作业需求时，仔细考虑，然后再决定哪一种技术适合自己的过程控制。当前对于DCS的需求正在上升，即使对于规模较小的应用也是如此。对上文讨论的内容略加思索，操作人员和工程师就能对DCS和PLC的能力有一个初步的认识，并在两者之间做选择的时候能够加深入地考量。
随着互联网络的发展，越来越多的用户（特别是OEM的用户）希望能够通过互联网络对所售出的产品进行诊断和维护，这样可以减少维护工程师到现场的时间和费用，不仅节约大量的人力和物力的成本，同时也能为客户提供为快捷的服务，减少客户的损失，这样，远程诊断务是客户迫切需要解决的问题。
这里我们提出几种适用于SIEMENS PLC远程访问的方案供大家讨论，实际上这些方式适用于多数PLC或其他设备的远程监控和诊断、维护。
1 基于Modem拨号的bbbeService
该方案实际上是SIEMENS PLC远程访问的标准配置，即工程师站(ES)和远程的PLC站之间是通过Modem拨号进行连接的，这样，只要在两端各放置一个Modem，通过TS-Adapter 连接到PLC CPU的MPI口，需要时可以进行拨号连接，通过MPI进行远程访问。
但该方案的缺点在于连接速度受限，只是拨号上网的速度，而且容易出现连接中断的现象。而且拨号上网的方式目前已经逐步被宽带所取代。
2 基于互联网的bbbeService
2.1 有线连接方式
在互联网上想要访问到某一个设备就需要知道该设备的IP地址，而该设备想要被访问也需要有一个IP地址，即在整个互联网上，要想访问到某一个PLC站，就需要该站有一个在互联网上能够被访问到的IP地址。
互联网上的IP地址一般有两种，即固定（静态）IP地址和IP地址。
需要向当地的ISP申请得到。固定（静态）IP地址由于资源有限，因而申请和使用的费用较高，比如申请到一个端口大概５０００元，而固定（静态）IP地址使用费用大概是２００００元／月（非官方报价，仅供参考），为每个PLC站申请一个固定（静态）IP地址显然是不可能的。因而靠固定（静态）IP地址进行大量PLC设备的远程访问显然是不经济的。（当然，这种方式也有其应用的环境，比如实时监控）。
比之下使用IP地址的互联网接入方式就显得较为实际。例如目前国内较为流行的ADSL宽带接入互联网方式，我们讨论的也是这种方式。
我们介绍一下虚拟网络 ()：虚拟网络 () 是网络的扩展，它包括的链接跨 Internet 这样的共享或公用网络。使用 ，您可以用模拟点对点链接的方式通过共享或公用网络在两台计算机之间传送数据。既将一些相互连接的设备组成一个虚拟的网络来管理。这样，对于每一个PLC站，我们都可以把他们和工程师站（ES）建立一个，从而使用工业以太网来对PLC站进行访问。
建立有两种形式： 1 远程用户连接：远程用户直接连接到服务器，通过服务器可以访问服务器或服务器所连接的整个网络，当然在连接的时候客户向服务器验自己的身份。 2 路由器到路由器的连接：与上面的连接方式不同，这种连接是通过路由器与路由器之间建立的。当然使用路由器的客户端软件也可以实现客户机同路由器之间直接建立连接。
对于远程用户直接连接到服务器的方式比较适用于用户登陆企业内部网络的应用，企业员工无论在什么地方总可以通过互联网登陆到公司总部的服务器，访问企业内部网络，但对于远程诊断功能似乎有点兴师动众了，因为远程诊断并不需要企业建立一个大型的服务器来管理这些设备，只是在某一设备出了问题才需要建立临时的连接，之后该连接可以中断，因而相比之下，在路由器之间建立连接显得为灵活和简便，而且投资小，进行服务器等固定资产的投入，为经济实用
声波流量计测量原理及应用实例
声波流量计是一种利用声波脉冲来测量流体流量的速度式流量仪表,它从80年代开始进入我国工业生产和计量领域,并在90年代得到发展。文章对我佃上出现 了各类声波流量进行了深入研究分析,结合多年的实际应用经验,系统阐述了声波流量计的分类方法;从仪表性能、被测介质经济性,实用性等方面总结了选用声波流量的原则,并对应用中如何选位、安装、维护提出具体建议,为用户合理选择和应用声波流量计提供了一些可以借鉴的经验和方法。
关键词声流量计;换能器;时差式;安装方式
近几年来,随着电子技术、数字技术的发展,利用声波脉冲测量流体流量的技术发展很快,基于不同原理,适用于不同场合的各种型式的声波流量计得到了广泛应用,同时也对广大用户提出如何认识声波流量计、怎样选择合适的类型,使用中应注意些什么问题等一系列问题,本文综合国内声波流量计目前的发展情况及多年应用的实践,对上述问题进行了些探讨。
1 声波流量计的分类
声波流量计的各类很多,依照不同的分类方法,可以分为不同类型的声波流量计。
1.1 多谱勒式声波流量计
如图1,换能器1发射频率为f1的声波信号,经过管道内液体中的悬浮颗粒或气泡后,频率发生偏移,以f2的频率反射到换能器2,这就是多谱勒将就,f2与f1之差即为多谱勒频差fd。
设流体流速为v,声波声速为c,多谱勒频移fd正比于流体流速v,即
所以流体流速
当管道条件、换能器安装位置、发射频率、声速确定以后,c、f1、θ即为常数,流体流速和多谱勒频移成正比,通过测量频移就可得到流体流速,进而求得流体流量。
1.2时差式声波流量计
时差式声波流量计是利用声波在流体中顺流传播和逆流传播的时间差与流体流速成正比这一原理来测量流体流量的。
如图2,换能器1向换能器2发射声波信号,这是顺流方向,其传播时间为
反之,逆流方向的传播时间为：
时间差为：
由于c>>v,故
所以,流体流速
同样,c、L、θ均为常数,测得时间差△t即可求出流体流速v进而求得流体流量。
2 区别
根据声波流量计使用场合不同,可以分为固定式声波流量计和便携式声波流量计。
孔板流量计//
2.1这两类声波流量计的主要区别
(1)适用的场合不同
固定式声波流量计用于安装在某一固定位置,对某一特定管道内流体的流量进行长期不间断的计量;便携式声波流量计具有很大的机动性,主要用于对不同管道的流体流量作临时性测量。
(2)供电方式不同
固定式声波流量计要求长期连续运行,所以要使用220V交流电源,便携式声波流量计既可以使用现场的交流电源,也备有内置充电电池,可以连续工作5～10h［小时］,大大方便了不同场合临时性流量测量的需要。
(3)部分功能不同
因定式声波计,通常都有4-20mA信号输出等功能,供远传显示使用,但其内部只能存贮一条管道的参数;便携式声波流量计只是为了现场查看当时流量和短时间内的累计流量,故一般无输出信号功能,但为了方便测量不同管道流量,它具有丰富的贮存功能,可以同时存贮数十条不同管道的参数,供随时调出使用。
2.2 换能器供电方式不同
可以分为外贴式、插入式、管段式三种声波流量计。
(1)外贴式
外贴式声波流量计是生产早,用户熟悉且应用广泛的声波流量计,安装换能器管道断流,即贴即用,它充分体现了声波流量计安装简单、使用方便的特点。
(2)管段式
某些管道因材质疏、导声不良,或者锈蚀严重,衬里和管道内空间有间隙等原因,导致声波信号衰减严重,用外贴式声波流量计无法正常测量,所以产生了管段式声波流量计。
管段式声波流量计把换能器和测量管组成一体,解决了外贴式流量计在测量中的一个难题。而且测量精度也比其它声波流量计要高,但同时也牺牲了外贴式声波流量计不断流安装这一优点,要求切开管道安装换能器。
(3)插入式
插入式声波流量计 介于上述二者中间。在安装上可以不断流,利用专门工具在有水的管道上打孔,把换能器插入管道内,完成安装。由于换能器在管道内,其信号的发射、接受只经过被测介质,而不经过管壁和衬里,所以其测量不受管质和管衬材料限制。
3 声波流量计的选型
声波流量计除上述各种类型外,近年来又出现了采用数字化电路的数字式声波流量计,把换能器和转换器做在一起的一体式声波流量计,等等。面对众多类型的声波流量计,用户要根据实际情况和测量需要合理选型。
3.1多谱勒式声波流量计
只能用于测量含有适量能反射声波信号的颗粒或气泡的流体,如工厂排放液、未处理的污水、杂志含量稳定的工厂过程液等。要注意它对被测介质要求比较苛刻,即不能是洁净水,同时杂技含量要相对稳定,才可以正常测量,而且不同厂家的仪表性能及对被测厂家的要求也不一样。选择此类声波流量计即要对被测介质心中有数,也要对所选用的声波流量计的性能、精度和对被测介质的要求有深入的了解。
3.2便携式声波流量计
适用于临时性测量,主要用于校对管道上已安装其它流量仪表的运行状态,进行一个区域内的流体平衡测试 ,检查管道的当时流量情况等。如果不作固定安装,而用于这些用途时,选用便携式声波流量计既方便又经济。
3.3时差式声波流量计
目前生产多、应用范围广泛的是时差式声波流量计。它主要用来测量洁净的流体流量,在自来水公司和工业用水领域,得到广泛应用。此外它也可以测量杂技含量不高(杂质含量小于10g/L,粒径小于1mm)的均匀流体,如污水等介质的流量,而且精度可达±1.5%。实际应用表明,选用时差式声波流量计,对相应流体的测量都可以达到满意的效果。
3.4管道式声波流量计
精度,可达到±0.5%,而且不受管道材质、衬里的限制,适用于流量测量精度要求高的场合。但随着管径的增大,成本也会随增加,通常情况下,选用中的管段式声波流量计,较为经济。
3.5固定式声波流量计
如果有足够的安装空间,使用插入式换能器代替外贴式换能器,了管衬、结垢及管壁对声波信号衰减的影响,测量稳定性高,也大大减小了维护工作量。而且,由于插入式换能器也可以不断流安装,所以其应用正在不断推广。
有的厂家推出了内部为数字化电路的声波流量计,其特点是采用数字电路处理信号,纠错能力增强,取样及时,精度提高(模拟电路的精度为±1.5%,数字电路可以达到±1.0%),而且集成度提高,仪表体积大大减小,有多种信号输出模式供选择,在实际应用也了很好的效果。用户在使用中可以和模拟电路的声波流量计进行比较。
声波流量计的功能选择,用户可以根据实际情况来确定。如果测量双向流体,一定要选择带有正负计量功能的声波流量计;如果用户需要定期了解流体在一定时段有流量情况,可以选择带打印机的声波流量计。总之,所选择的声波流量计的功能既要满足用户需要,也不必贪多求全,造成许多功能闭置不用,而增加购买成本。
4 声波流量计的应用
声波流量计在应用中,需要注意以下几个方面的问题：
4.1 正确选择
这是声波流量计能够正常工作的基础。如果选型不当,或会造成流量无法测量,或者用户使用不做便等后果。具体选型原则,已做了详细的介绍。
4.2 合理安装
换能器安装不合理是声波流量计不能正常工作的主要原因。安装换能器需要考虑位置的确定和方式的选择两个问题。确定位置时除保证足够的上、下游直管段外,尤其要注意换能器尽量避开有变频调速嚣、电焊机等污染电源的场合。在安装方式上,主要有对贴安装方式和V方式、Z方式三种,如图3。多谱勒式声波流量计采用对贴式安装方式,时差式声波流量计采用V方式和Z方式,通常情况下,管径小于300mm时,采用V方式安装, 管径大于200mm时,采用Z方式安装。对于即可以用V方式安装又可以方式安装的换能器,尽量选用Z方式。实践表明,Z方式安装的换能器声波信号强度高,测量的稳定性也好。
4.3 及时核校
对于现场安装固定式声波流量计数量大、范围广的用户,可以配备一台同类型的便携式声波流量计,用于核校现场仪表的情况。一是坚持一装一校,即对每一台新装声波流量计在安装调试时进行核校,确保选位好、安装好、测量准;二是对在线运行的声波流量计发生流量突变时,要利用便携式声波流量计进行及时核校,查清流量突变的原因,弄清楚是仪表发生故障还是流量确实发生了变化。
4.4 定期维护
与其他流量仪表相比,声波流量计的维护量是比较小的。对于外贴换能器声波流量计,安装以后无水压损失,无潜在漏水,只需定期检查换能器是否松动,与管道之间的粘合剂是否良好即可;插入式声波流量计,要定期清理探头上沉积的杂质、水垢等有无漏水现象;如果是一体式声波流量计,要检查流量计与管道之间的法兰链接是否良好,并考虑现场温度和湿度对其电子部件的影响,等待。定期维护可以确保声波流量计的长期稳定运行。
4.5 故障排除
声波流量计常见的故障原因及排除故障的方法如表：
5 结束语
目前,声波流量计的各类很多,应用也很广泛,在流量测量方面发挥着越来越重要的作用,而且其技术新很快,不断有新型的声波流量计推向市场,走向用户。只有把握声波流量计的发方向,才能好的了解它,应用它,便它好的服务于生产和计量工作
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