dn50 超聲波流量計是專為公稱直徑 50mm 小口徑管道設(shè)計的非侵入式（夾裝式）或半侵入式（插入式）流量計量設(shè)備，基于 “時差法” 核心原理工作（部分型號兼容 “多普勒法”，適配含懸浮顆粒介質(zhì)），核心適配工業(yè)企業(yè)工藝支管（如機(jī)械廠設(shè)備冷卻支管、電子廠清洗水管）、商用小型設(shè)備（酒店中央空調(diào)末端支管、餐飲燃?xì)鉄崴鬟M(jìn)水管）、實驗室精密流體監(jiān)測（色譜儀載液管路、反應(yīng)釜微量進(jìn)料管）及小型市政供水支管（老舊小區(qū)入戶支管）等場景。

 

其核心技術(shù)參數(shù)圍繞小口徑特性設(shè)計：實際測量管內(nèi)徑 48-50mm（無縫鋼管常用內(nèi)徑 49mm），流量測量范圍 1-10m³/h（對應(yīng)流速 0.3-13.3m/s，核心工作流速 0.8-4.0m/s，兼顧防沉積與低磨損），測量精度達(dá) ±1.0% FS（液體，時差法）/±1.5% FS（含顆粒液體，多普勒法），重復(fù)性誤差≤0.2%，工作壓力 PN1.0-PN2.5MPa，介質(zhì)溫度 - 20℃-150℃，主機(jī)體積小巧（夾裝式主機(jī)約 150×100×50mm），適配小空間安裝（如設(shè)備機(jī)柜內(nèi)、管道井狹小區(qū)域）。針對小口徑管道 “傳統(tǒng)流量計安裝空間不足、小流量信號弱難捕捉、流場敏感易失真” 的痛點，該設(shè)備通過微型化傳感器、高頻信號處理、緊湊結(jié)構(gòu)設(shè)計，實現(xiàn) “小空間易安裝、小流量精準(zhǔn)測、全量程低壓損” 的優(yōu)勢，同時具備維護(hù)周期長（3-5 年）、無機(jī)械磨損的特點，適配小口徑管道長期穩(wěn)定計量需求。下文將從核心構(gòu)成、工作原理、功能特性、典型應(yīng)用及維護(hù)規(guī)范展開，系統(tǒng)解析其技術(shù)特點與實用價值，為小口徑液體計量提供參考。

一、dn50 超聲波流量計的核心構(gòu)成與小口徑適配設(shè)計

dn50 超聲波流量計的核心構(gòu)成圍繞 “50mm 小口徑流場覆蓋”“小流量信號捕捉”“小空間安裝兼容” 三大需求，分為微型化傳感器單元、高頻超聲波發(fā)射接收模塊、輕量化信號處理單元，各部件均針對小口徑管道的尺寸限制與計量特性優(yōu)化設(shè)計。

（一）微型化傳感器單元：小口徑信號采集核心

小口徑管道安裝空間有限（常≤200mm），傳感器需在微型化基礎(chǔ)上確保信號強度，按安裝方式分為兩類：

• 夾裝式微型傳感器（非侵入式，適配已運行管道）：
  采用雙聲道 V 型布局，2 組傳感器對稱安裝于管道外壁（軸向間距 80-100mm，適配 50mm 口徑的短傳播路徑），每組傳感器含發(fā)射 / 接收探頭（尺寸 30×20×15mm，重量≤20g），材質(zhì)為 PPS 工程塑料（耐溫 - 20℃-120℃）+ 高頻壓電陶瓷晶片（中心頻率 1.2MHz，聲速測量精度 ±0.1m/s）。傳感器與管道間涂抹專用微型耦合劑（導(dǎo)熱系數(shù)≥1.5W/(m?K)，單次用量僅 0.5-1g），確保超聲波穿透薄壁管道（dn50 不銹鋼管壁厚 2.5-3.5mm）時衰減率≤3%。
  雙聲道設(shè)計覆蓋管道全截面：第一聲道沿管道上 1/3 區(qū)域傳播，第二聲道沿下 1/3 區(qū)域傳播，避免單一聲道因管道底部積垢（如設(shè)備冷卻水管的水垢）導(dǎo)致的測量偏差，流場修正后誤差從 ±2.0% 降至 ±1.0%；傳感器防護(hù)等級 IP65，外殼采用 ABS+PC 合金，適配設(shè)備機(jī)柜內(nèi)粉塵、潮濕環(huán)境。
• 插入式微型傳感器（半侵入式，適配新建 / 停役改造管道）：
  傳感器通過管道上的專用微型法蘭（DN20 PN2.5MPa）插入管內(nèi)，插入深度 22-24mm（適配 49mm 內(nèi)徑，確保探頭位于管道中心流場，避開管壁邊界層），探頭材質(zhì)為 316L 不銹鋼（耐弱腐蝕，如電子廠清洗水），前端設(shè)流線型導(dǎo)流頭（直徑 5mm，減少水流阻力，壓損≤0.003MPa）。采用單聲道高頻設(shè)計（1.5MHz），適配小口徑低流量（1-3m³/h）時的信號捕捉，在流速 0.3m/s（流量 1m³/h）時，信號信噪比仍≥15:1，避免小流量 “無讀數(shù)” 問題。

（二）高頻超聲波發(fā)射與接收模塊：小流量信號增強核心

小口徑管道內(nèi)介質(zhì)傳播距離短（僅 49mm），需高頻信號確保傳播時間差可測，模塊針對小流量特性優(yōu)化參數(shù)：

• 發(fā)射單元：
  采用高頻脈沖發(fā)生器，輸出頻率 1.2-1.5MHz 的正弦波信號（峰峰值 80V），脈沖寬度可調(diào)（50-100ns）—— 薄管壁（2.5mm）時用 50ns 窄脈沖，減少信號干擾；厚管壁（3.5mm）時用 100ns 寬脈沖，確保超聲波穿透。發(fā)射功率≤3W，比傳統(tǒng)大口徑模塊節(jié)能 60%，適配實驗室、設(shè)備機(jī)柜等低功耗場景（可外接 5V DC 電源）。
• 接收單元：
  含低噪聲高增益放大器（增益 1500 倍）與帶通濾波器（中心頻率 1.2-1.5MHz，帶寬 100kHz），將微弱接收信號（nV 級）放大至 mV 級，同時濾除管道振動（≤50Hz）、設(shè)備電磁干擾（5V/m 場強）導(dǎo)致的雜波，信噪比≥20:1。針對小流量信號弱的問題，接收單元采用 “信號累加算法”，累加 5 次信號取平均值，減少隨機(jī)干擾，在流量 1m³/h 時，測量穩(wěn)定性偏差≤±0.5%。

（三）輕量化信號處理單元：小空間與便攜適配

單元需兼顧功能完整性與微型化，適配小空間安裝與移動檢測（如實驗室多管路巡檢）：

• 核心計算功能：
  采用工業(yè)級 32 位 MCU（運算速度≥80MHz），支持每秒 300 次信號采樣，基于時差法計算流量：通過測量超聲波順流（t?）與逆流（t?）的時間差 Δt=t?-t?，結(jié)合聲道長度 L（80-100mm）、管道內(nèi)徑 D=49mm，按公式 v=(L²×Δt)/(2×D×t?×t?) 計算流速，再通過 Q=v×A×3600（A=π×(0.049/2)²≈0.00188m²）得到流量。例如：流速 v=1m/s 時，Q=1×0.00188×3600≈6.77m³/h，誤差≤±1.0%；
• 數(shù)據(jù)存儲與通訊：
  內(nèi)置 4GB Flash 芯片，存儲 2 年歷史數(shù)據(jù)（按小時存儲流量、溫度），支持 USB 2.0 本地導(dǎo)出或藍(lán)牙無線傳輸（距離≤10 米，適配手機(jī) APP 查看）；配備 1.8 英寸 LCD 顯示屏（分辨率 128×64），可實時顯示瞬時流量、累積流量，字體大小可調(diào)（適應(yīng)設(shè)備機(jī)柜內(nèi)強光環(huán)境）；模塊尺寸 150×100×50mm，重量≤300g，可手持或壁掛安裝。
• 防護(hù)與供電：
  外殼防護(hù)等級 IP65，適應(yīng)潮濕、粉塵環(huán)境；供電支持 5V DC（USB）或 220V AC（適配器），續(xù)航時間≥6 小時（內(nèi)置 1500mAh 鋰電池），滿足移動巡檢需求。

二、dn50 超聲波流量計的工作原理與小口徑適配邏輯

該流量計基于超聲波傳播特性實現(xiàn)流量計量，結(jié)合 dn50 小口徑的流場特點與小流量需求，通過高頻信號與算法優(yōu)化，解決小口徑計量的核心痛點。

（一）基礎(chǔ)工作原理（以時差法為例）

1. 信號發(fā)射與傳播：夾裝式傳感器的上游探頭發(fā)射 1.2MHz 超聲波信號，穿透 dn50 管道壁（3mm）與介質(zhì)（49mm 內(nèi)徑）后，被下游探頭接收；同時下游探頭發(fā)射信號，被上游探頭接收，形成順流、逆流雙向傳播路徑；
2. 時間差與流速計算：介質(zhì)流動使順流傳播時間 t?縮短（如 t?≈0.00006 秒），逆流傳播時間 t?延長（如 t?≈0.000062 秒），時間差 Δt≈0.000002 秒。根據(jù)時差法公式，計算流速 v=(L²×Δt)/(2×D×t?×t?)≈(0.08²×0.000002)/(2×0.049×0.00006×0.000062)≈1.5m/s，與實際流速誤差≤±0.8%；
3. 流量輸出：結(jié)合管道截面積 A=0.00188m²，計算瞬時流量 Q=1.5×0.00188×3600≈10.15m³/h（滿量程），單元通過 LCD 顯示數(shù)據(jù)，同時通過藍(lán)牙傳輸至手機(jī) APP，支持?jǐn)?shù)據(jù)存儲與導(dǎo)出。

（二）dn50 小口徑的適配邏輯

1. 小流量信號捕捉適配：
   dn50 管道小流量時（1-3m³/h，流速 0.3-1m/s），超聲波傳播時間差極小（僅 0.000001-0.000003 秒），傳統(tǒng)低頻傳感器（0.5MHz）難以識別。通過 1.2-1.5MHz 高頻信號，將時間差放大 3-5 倍（高頻信號波長更短，傳播時間差更易測量），配合信號累加算法，確保小流量時信號穩(wěn)定，誤差≤±1.5%；
2. 流場敏感修正適配：
   小口徑管道易因上游閥門、接頭導(dǎo)致流場紊亂（直管段不足 3 倍管徑 = 150mm 時），雙聲道 V 型布局覆蓋管道不同區(qū)域，通過 “加權(quán)平均算法” 整合信號（中心權(quán)重 0.4、邊緣權(quán)重 0.6），將流場不均誤差從 ±2.5% 降至 ±1.0%，適配設(shè)備機(jī)柜內(nèi) “短直管段” 安裝場景；
3. 小空間安裝適配：
   夾裝式傳感器與主機(jī)總占用空間≤200×150×100mm，可安裝于設(shè)備機(jī)柜內(nèi)的 dn50 支管（間隙常≤150mm）；插入式傳感器法蘭僅 DN20，無需大幅改造管道，安裝時間≤30 分鐘（傳統(tǒng)管道式需 1-2 小時），適配老舊設(shè)備改造場景。

三、dn50 超聲波流量計的功能特性與典型應(yīng)用

（一）核心功能特性

1. 小口徑高精度計量：±1.0% FS 精度 +≤0.2% 重復(fù)性，符合 JJG 1030-2007《超聲波流量計檢定規(guī)程》1.0 級要求，可用于實驗室精密計量、商用設(shè)備能耗監(jiān)控；量程比 1:10（1-10m³/h），適配小口徑管道的流量波動（如餐飲熱水器早高峰 10m³/h、夜間 1m³/h）；
2. 小空間易安裝：夾裝式無需斷管，2 人 15 分鐘可完成安裝；插入式法蘭僅 DN20，適配管道改造；主機(jī)體積小巧，可壁掛或手持，適配設(shè)備機(jī)柜、實驗室通風(fēng)櫥等小空間；
3. 低壓損與節(jié)能：夾裝式無壓損，插入式壓損≤0.003MPa（滿量程時），遠(yuǎn)低于同口徑轉(zhuǎn)子流量計（0.02-0.05MPa）、孔板流量計（0.03-0.06MPa），適配實驗室微型輸液泵（揚程≤5m）、商用小型設(shè)備，年節(jié)能成本可達(dá) 500-1000 元；
4. 多場景兼容：支持時差法（潔凈液體：水、乙醇）、多普勒法（含顆粒液體：清洗廢水、冷卻液）切換，介質(zhì)溫度 - 20℃-150℃，適配工業(yè)、商用、實驗室多場景；防護(hù)等級 IP65，適應(yīng)潮濕、粉塵環(huán)境；
5. 低維護(hù)與便攜：無機(jī)械運動部件，維護(hù)周期 3-5 年（僅需每半年清潔探頭）；內(nèi)置鋰電池續(xù)航≥6 小時，支持手持巡檢（如實驗室多管路流量核查），數(shù)據(jù)可藍(lán)牙導(dǎo)出，運維便捷。

（二）典型應(yīng)用場景與配置方案

應(yīng)用場景	介質(zhì)特性	推薦配置	核心價值
電子廠清洗水支管（dn50）	常溫清洗水（含微量雜質(zhì)，電導(dǎo)率≥50μS/cm），PN1.0MPa，流量 2-8m³/h，設(shè)備機(jī)柜內(nèi)安裝	夾裝式雙聲道傳感器 + 1.2MHz 高頻模塊 + 藍(lán)牙通訊 + IP65 主機(jī)	夾裝式無需斷管，適配機(jī)柜內(nèi)小空間；高頻模塊捕捉 2m³/h 小流量，誤差≤±1.0%；藍(lán)牙傳輸數(shù)據(jù)，避免布線；實時監(jiān)控清洗水用量，優(yōu)化清洗工藝，某電子廠年減少清洗水浪費 100m³，節(jié)約水費 2000 元
實驗室色譜儀載液管（dn50）	乙醇溶液（純度 95%，電導(dǎo)率≥8μS/cm），PN0.6MPa，流量 1-3m³/h，精密計量需求	插入式單聲道傳感器 + 1.5MHz 高頻模塊 + USB 導(dǎo)出 + 鋰電池供電	插入式適配色譜儀管路，無死體積（避免載液污染）；1.5MHz 高頻確保 1m³/h 小流量精度≤±1.0%；鋰電池供電無外接電線干擾，USB 導(dǎo)出數(shù)據(jù)便于實驗溯源；某實驗室使用后，實驗數(shù)據(jù)重復(fù)性從 93% 升至 98%
酒店中央空調(diào)末端支管（dn50）	空調(diào)冷水（7℃，電導(dǎo)率≥200μS/cm），PN1.0MPa，流量 3-10m³/h，吊頂內(nèi)安裝	夾裝式雙聲道傳感器 + RS485 通訊 + IP65 主機(jī) + 壁掛安裝	夾裝式適配吊頂內(nèi)狹小空間（間隙≤150mm）；RS485 接入空調(diào)控制系統(tǒng)，實時調(diào)節(jié)流量；低壓損減少空調(diào)泵能耗 8%，某酒店年節(jié)約電費 3000 元；維護(hù)周期 5 年，減少吊頂拆卸次數(shù)
老舊小區(qū)供水入戶支管（dn50）	自來水（電導(dǎo)率 200-300μS/cm），PN0.8MPa，流量 1-5m³/h，戶外管道井安裝	夾裝式雙聲道傳感器 + 220V AC 供電 + RS485 通訊 + IP65 主機(jī)	夾裝式無需停水安裝（避免居民用水影響）；適配管道井潮濕環(huán)境；RS485 遠(yuǎn)程抄表，替代人工（原抄表需打開管道井，效率低）；±1.0% 精度實現(xiàn)水費精準(zhǔn)計量，某小區(qū) 100 戶年減少水費糾紛 15 起

四、dn50 超聲波流量計的維護(hù)規(guī)范

（一）安裝操作規(guī)范（精度與安全保障）

1. 管道預(yù)處理與位置選擇：

• 安裝前用高壓氣（氣體介質(zhì)）或清水（液體介質(zhì)）沖洗 dn50 管道，去除焊瘤、雜質(zhì)（粒徑＞0.1mm 會影響超聲波傳播）；若為精密場景（如實驗室），用介質(zhì)本身循環(huán)沖洗，去除管道內(nèi)油污；
• 位置選擇需滿足上游直管段≥5D=250mm、下游≥3D=150mm，避免靠近閥門、泵體（振動導(dǎo)致信號波動）；水平安裝確保傳感器與管道軸線平行，偏差≤0.5mm；垂直安裝時介質(zhì)自下而上流動（避免氣泡積聚）；
• 夾裝式安裝時，用砂紙清潔管道外壁（去除銹蝕、油漆，粗糙度 Ra≤3.2μm），均勻涂抹耦合劑（厚度 1-2mm，無氣泡），用膠帶固定傳感器（避免移位）。

2. 參數(shù)設(shè)置與校準(zhǔn)：

• 輸入基礎(chǔ)參數(shù)：管道內(nèi)徑 49mm、材質(zhì)（鋼 / PVC）、介質(zhì)類型（水 / 乙醇）、流量量程 1-10m³/h；
• 零點校準(zhǔn)：關(guān)閉閥門，管道內(nèi)無流動時，主機(jī)自動采集信號（時間差 Δt≈0），保存零點值；精密場景（如實驗室）需用標(biāo)準(zhǔn)體積管（精度 ±0.1%）校準(zhǔn)；
• 精度校準(zhǔn)：由 CMA 資質(zhì)機(jī)構(gòu)在 2、5、9m³/h 三個流量點校準(zhǔn)，誤差超 ±1.0% 時，調(diào)整儀表常數(shù)（通過主機(jī)菜單修改）。

（二）維護(hù)要點

1. 日常維護(hù)（每季度 1 次）：

• 傳感器清潔：夾裝式傳感器用濕布擦拭耦合劑殘留，重新涂抹新耦合劑（避免干涸導(dǎo)致信號弱）；插入式傳感器取出后，用軟布蘸酒精擦拭探頭（避免介質(zhì)殘留）；
• 數(shù)據(jù)核對：對比主機(jī)顯示流量與遠(yuǎn)程平臺數(shù)據(jù)（偏差≤±1%）；實驗室場景核對流量與試劑消耗（如色譜儀載液每日消耗 0.5m³，流量計顯示應(yīng)在 0.495-0.505m³）；
• 設(shè)備檢查：查看主機(jī)電量（鋰電池場景），低于 20% 時充電；檢查防護(hù)殼是否破損，破損時及時更換。

2. 定期維護(hù)（每年 1 次）：

• 精度復(fù)校：由 CMA 機(jī)構(gòu)重新校準(zhǔn)流量精度，確保符合 1.0 級要求；實驗室場景需同步校準(zhǔn)溫度傳感器（影響聲速補償）；
• 模塊維護(hù)：清潔發(fā)射接收模塊的散熱孔（去除粉塵）；測試藍(lán)牙 / RS485 通訊是否正常（發(fā)送指令，接收準(zhǔn)確率≥99%）；
• 電池維護(hù)：鋰電池場景需完全充放電 1 次（避免記憶效應(yīng)），續(xù)航低于 4 小時時更換電池。

3. 故障排查：

• 信號弱 / 無信號：夾裝式檢查耦合劑是否干涸（重新涂抹）、傳感器是否移位（重新固定）；插入式檢查探頭是否堵塞（清潔探頭）、線纜是否斷線；
• 流量誤差大：檢查直管段是否滿足要求（不足時加裝整流器）、介質(zhì)是否含氣泡（打開排氣閥）、參數(shù)設(shè)置是否正確（如內(nèi)徑誤輸為 50mm 實際 49mm）；
• 通訊中斷：藍(lán)牙通訊檢查設(shè)備距離（≤10 米）、主機(jī)藍(lán)牙是否開啟；RS485 通訊檢查 A/B 線是否接反、終端電阻（120Ω）是否安裝。

五、總結(jié)

dn50 超聲波流量計通過 “微型化傳感器、高頻信號處理、緊湊結(jié)構(gòu)設(shè)計”，精準(zhǔn)解決了小口徑管道 “安裝空間不足、小流量難計量、流場敏感誤差大” 的痛點，其 ±1.0% 的測量精度、3-5 年的維護(hù)周期、低功耗便攜特性，使其成為工業(yè)支管、實驗室精密計量、商用小型設(shè)備等場景的理想選擇。
在選型與使用中，需緊扣 “場景空間定安裝（小空間選夾裝、精密場景選插入）、介質(zhì)特性定原理（潔凈用時差法、含顆粒用多普勒法）、運維需求定功能（巡檢選藍(lán)牙 / 鋰電池、固定監(jiān)控選 RS485）” 的原則，通過規(guī)范安裝與定期維護(hù)，充分發(fā)揮其 “小口徑精準(zhǔn)計量 - 小空間便捷安裝 - 全周期低耗運維” 的一體化價值。
未來，隨著工業(yè)微型化、實驗室智能化的發(fā)展，dn50 超聲波流量計將進(jìn)一步向 “超微型化（主機(jī)體積≤100×80×40mm）、超低功耗（續(xù)航≥12 小時）、AI 自校準(zhǔn)” 方向升級，持續(xù)提升小口徑流量計量的便捷性與精準(zhǔn)性，為工業(yè)精細(xì)化生產(chǎn)、實驗室高質(zhì)量研究、商用節(jié)能運營提供更有力的技術(shù)支撐。