一(yi)、超聲波流量計
在(zài)流動的流體中傳(chuan)播時就載上流體(tǐ)流速的信息🔞。因此(ci)通過接收到的超(chao)聲波就可以檢測(ce)出流體的流速🈲，從(cóng)而換算❄️成流量。超(chao)聲脈沖穿過管道(dao)從一個傳感器🧑🏽🤝🧑🏻到(dào)達另一個傳感器(qì)，就像一個渡船的(de)船夫在橫渡一條(tiao)河。當氣體不流動(dong)👄時，聲脈沖以相同(tong)的速度(聲速，C)在兩(liang)個方向上❄️傳播。如(ru)果管道中的氣體(tǐ)有一定流速V(該流(liú)速不等于零)，則順(shun)着流動方✉️向的聲(shēng)脈沖會🛀🏻傳輸得快(kuai)些，而逆着流動方(fang)向的聲脈沖會傳(chuan)輸得慢些。這樣，順(shun)流傳輸時間tD會短(duǎn)些，而逆流傳輸時(shi)間tU會長些。這裏所(suǒ)說的長些或短些(xie)都🌈是與氣體不流(liu)動時的傳輸時🏃♀️間(jian)相比而言；根❌據檢(jiǎn)測的方式，可分爲(wei)傳播速度差法、多(duō)普勒法、波束偏移(yí)法、噪聲法及相關(guan)法等不同🌈類型的(de)超聲波流量計。起(qǐ)聲波流量💘計是近(jìn)十幾年來随着集(ji)成電路技術迅速(su)發展才開始應用(yòng)的一種。
根據對信(xin)号檢測的原理，目(mù)前超聲波流量計(ji)大緻可分傳播速(sù)度差法(包括：直接(jiē)時差法、時差法、相(xiang)位差法、頻差法)波(bō)💋束偏移法、多普勒(le)法、相關法、空間濾(lǜ)波法及噪聲法等(deng)類型。其中以🤩噪聲(shēng)法原理及結構☁️簡(jiǎn)單，便于測量和攜(xié)帶，價格便宜但準(zhun)确度較低，适于在(zài)流量測量準确度(dù)要求不高的場合(hé)使用。
由于直接時(shi)差法、時差法、頻差(chà)法和相位差法的(de)基本🏃🏻♂️原理都😍是通(tōng)過測量超聲波脈(mò)沖順流和逆流傳(chuán)🐕報時速度之差來(lái)反映流體的流速(su)的，故又統稱爲傳(chuán)播速度差法。其中(zhōng)頻差法和🆚時差法(fa)克服了聲速♍随流(liú)體溫度變化帶來(lai)的誤差，準确度較(jiào)🐪高，所以被🈲廣泛采(cai)用。按照換能器的(de)🔞配置方法不同，傳(chuán)播速度差撥又分(fèn)爲：Z法⚽(透過法)、V法(反(fǎn)射法)、X法(交叉法)等(děng)♋。
波束偏移法是利(lì)用超聲波束在流(liú)體中的傳播方🧡向(xiàng)💁随流體流速變化(hua)而産生偏移來反(fǎn)映流體流速的，低(dī)💁流速時，靈🈲敏度👣很(hen)低适用性不大.
多(duo)普勒法是利用聲(sheng)學多普勒原理，通(tong)過測量不均勻流(liú)體中散📐射體散射(she)的超聲波多普勒(le)頻移來确定流體(tǐ)流🈲量的💃，适用于含(han)懸浮顆粒、氣泡等(děng)流體流量測量。
相(xiàng)關法是利用相關(guān)技術測量流量，原(yuan)理上，此法的測量(liang)準确度與流體中(zhōng)的聲速無關，因而(ér)與流體溫度，濃度(du)等無關，因而測量(liàng)準确度高，适用範(fàn)圍廣。但🌏相關器價(jia)格貴✏️，線路比🥵較複(fu)雜🐕。在微處🌍理機普(pǔ)及應用後，這個缺(quē)點可以🏒克服。
噪聲(sheng)法(聽音法)是利用(yong)管道内流體流動(dong)時産生的♌噪聲與(yǔ)流體的流速有關(guan)的原理，通過檢測(ce)噪聲表示流速或(huo)流量值。其👌方法簡(jiǎn)單，設備價格便宜(yí)，但準确度低。
以上(shang)幾種方法各有特(tè)點，應根據被測流(liú)體性質.流速分布(bu)情💜況、管路安裝地(di)點以及對測量準(zhun)确度的要求等因(yīn)素進行選擇。一般(bān)說來由于工業生(shēng)産中工質的溫度(du)常不能保持恒定(dìng)，故多采用頻差法(fa)及時差法。隻有在(zai)管徑很大時才🌍采(cai)用直接時差法。對(dui)換能器安裝方法(fa)的選擇原則一般(bān)是：當流體沿管軸(zhóu)平行流動時，選用(yòng)Z法；當流動方向與(yu)管鈾不平行或管(guan)路安🐆裝地點使換(huan)能器安裝間隔受(shou)到限制時，采📞用V法(fa)或X法。當流場🔞分布(bù)不均勻而表前👨❤️👨直(zhi)管段又較短時，也(ye)可采用多聲道(例(li)如雙聲道或四聲(sheng)道)來克服流速擾(rǎo)動帶來的流量測(cè)量誤差。多普勒法(fǎ)适于測量兩相流(liú)，可避免常規儀表(biao)由懸浮粒或氣泡(pao)💋造成的堵塞、磨損(sun)、附着而不能運行(háng)的弊病，因而得以(yǐ)迅速發🔅展。随着工(gong)業的發展及節能(neng)工作的開展，煤油(you)混合(COM)、煤水♍泥合(CWM)燃(rán)料的輸送和應用(yong)以及燃料油加水(shui)助燃等節能方法(fǎ)的發展，都爲多普(pu)勒超聲波流量計(jì)應用開辟廣闊前(qián)景。
二、構成：
超聲波(bo)流量計
由超聲波(bō)換能器、電子線路(lù)及流量顯示和累(lèi)積系統三部分組(zǔ)😄成。超聲波流量計(ji)的電子線路包括(kuo)發射、接🌍收、信号處(chù)理和顯示電路。測(ce)得的瞬時流量和(hé)累積流量值用數(shu)字量或模拟🌐量顯(xian)示。超聲波發射🏃🏻♂️換(huan)能器将電能轉換(huan)爲超聲波能量，并(bing)将其發射到☁️被測(ce)流體中，接收器接(jie)收到的超聲波信(xìn)号，經電子線路放(fàng)大并轉換爲代表(biǎo)流量的電信号供(gong)給顯示和積算儀(yi)表進行顯示和積(jī)算。這樣就實現了(le)流量的檢測和顯(xiǎn)示。超聲波流量計(ji)常用壓🚶電換能器(qì)。它利用壓電材料(liao)的壓電效應，采用(yòng)适出的發射♉電路(lu)🌈把電能加到發射(shè)換能器㊙️的壓電元(yuán)件上，使其産生✍️超(chao)聲波振勸。超聲波(bō)以某💔一角度射入(ru)流體中傳播，然後(hou)由接收換能器接(jie)收，并經🐇壓電元件(jiàn)變爲電能，以便檢(jian)測。發射換能器利(li)用壓電元件的逆(ni)壓電效應，而接收(shōu)換能器則是利用(yòng)壓電效應。
三、優點(diǎn)：超聲波流量計非(fēi)接觸式儀表，适于(yú)測量不易接⭐觸💰和(he)觀💁察的流體以及(ji)大管徑流量。它與(yǔ)水位計聯動可進(jin)行♋敞開水流的流(liú)量測量。使用超聲(shēng)波流量計，不用在(zài)流體中安裝測量(liang)元件，故不會改變(biàn)流體的流😘動狀态(tài)，不産生附加阻力(li)，儀表的安裝及檢(jiǎn)修均可不影響生(shēng)産管線運行因而(ér)🌈是一種理想的節(jie)能型流量⭕計。多普(pu)勒法超聲波流量(liàng)計可測雙相介質(zhì)的流量，故可用于(yú)下水道及排污水(shuǐ)等髒污流的測量(liang)。在發電廠中，用便(bian)攜式超聲💃波流量(liàng)計測⁉️量水輪機😄進(jìn)水量、汽輪機循環(huan)水量等大管徑⭕流(liu)量，比過去的皮脫(tuo)管流速計方便得(dé)多。超聲👅被流量汁(zhī)也可用于氣體測(cè)量。管徑的🙇♀️适用範(fàn)圍從2cm到5m，從幾米🐆寬(kuān)的明渠、暗渠到500m寬(kuan)的河💔流都可适用(yong)。
四、缺點：主要是可(ke)測流體的溫度範(fàn)圍受超聲波換能(neng)鋁🚶♀️及換🆚能器與管(guǎn)道之間的耦合材(cai)料耐溫程度的限(xian)制，以及高溫下被(bèi)測流體傳聲速度(dù)的原始數據不全(quan)。目前我國隻能用(yong)于測量200℃以下的流(liú)體。另外❄️，超聲波流(liú)量計的測量線路(lu)比一般流量計複(fú)雜。這🌍是因爲，一般(ban)工業計量中液體(ti)的流速常常是每(měi)秒🏃🏻幾米，而聲波在(zài)液體中的傳播速(su)度約爲1500m/s左右，被測(cè)🈚流體流速(流量)變(biàn)化帶給聲速的變(bian)化量zui大也是10-3數量(liang)級.若要求測量流(liú)⛷️速的準确度爲1%，則(ze)對聲速的測量準(zhun)确度🏒需爲10-5～10-6數量級(ji)💋，因此必🤟須有完善(shan)的測量線路才能(neng)實現，這也😘正是超(chao)🥰聲波流量計隻有(you)在集成電路技術(shù)迅🙇♀️速發展的前題(tí)下才能得到實際(ji)應用的原因。
五、超(chāo)聲波流量計安裝(zhuang)步驟
安裝超流可(kě)按照以下步驟操(cāo)作：
一：觀察安裝現(xiàn)場管道是否滿足(zú)直管段*D後5D以及離(li)泵30D的距離。(D爲⚽管道(dào)内直徑)
二：确認管(guan)道内流體介質以(yǐ)及是否滿管。
三：确(què)認管道材質以及(jí)壁厚(充分考慮到(dao)管道内壁結垢厚(hòu)度)
四：确認管道使(shǐ)用年限，在使用10左(zuo)右的管道，即使是(shi)碳鋼材質，也采用(yong)插入式安裝。
五：前(qian)四步驟完成後可(kě)确認使用何種傳(chuan)感器安裝
六：開始(shǐ)向表體輸入參數(shù)以确定安裝距離(lí)。
七：非常重要：精确(què)測量出安裝距離(li)。
(1) 外夾式可選安裝(zhuang)傳感器大概距離(lí)，然後不斷調試活(huo)動傳感器以達到(dao)信号和傳輸比
的(de)匹配
(2) 插入使用工(gōng)具測量管道上安(an)裝點距離，這個距(jù)離很重要，它直接(jiē)影響表的
實際測(cè)量精度，所以進行(hang)多次測量以求較(jiao)高精度。
八：安裝傳(chuan)感器——調試信号——做(zuo)防水——歸整好信号(hào)電纜🏃——清❗理現場線(xiàn)頭等廢棄物 ——安裝(zhuāng)結束——驗收簽字
六(liu)、超聲波流量計使(shǐ)用中常見問題：
1、 超(chāo)聲波流量計探頭(tou)使用一段時間，會(huì)出現不定期🌈的報(bào)警。尤其是輸送介(jie)質雜質較多時，這(zhe)種問題會較常見(jian)。解🚩決辦法：定期清(qing)理探頭(建議一年(nián)清理一次)。
2、 超聲波(bo)流量計輸送介質(zhì)含有水等液體雜(zá)質時，流量計引壓(yā)管容易産生積液(yè)，氣溫較低時會出(chū)現引壓管凍堵現(xiàn)象，尤其💚在北方地(dì)區冬季較常見。解(jie)決辦法：對引壓管(guǎn)進行吹掃或加電(diàn)伴熱
超聲波在傳(chuan)播過程中，由于受(shou)介質和介質中雜(zá)質🧑🏾🤝🧑🏼的阻礙或吸收(shōu)，其強度會産生衰(shuai)減。不論是超聲波(bō)🌈流量計還是超聲(shēng)波物位🏃🏻計，對所接(jiē)受的聲波強度都(dou)有一定要求，所以(yi)都要對各種衰減(jiǎn)進行抑制。
