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(cǐ)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(chāo)聲脈沖穿過管道(dao)從一個傳感器到(dao)達另一個傳感器(qì)，就像一個渡船的(de)船夫在橫渡一條(tiáo)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(ti)有一定流速V(該🌈流(liú)速不等于零)，則順(shùn)着流動方向的聲(shēng)脈沖會傳輸得❗快(kuài)些，而逆着流動方(fang)向的聲脈沖會傳(chuán)輸得慢些。這樣，順(shùn)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(suo)說的長些或短些(xie)都是與氣體不流(liú)動時的傳輸時間(jian)相比而言；根據檢(jian)測的方式，可分爲(wei)傳播速度差法、多(duo)普勒法、波束偏移(yí)法、噪聲😄法及相關(guān)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(sù)發展才開始應用(yong)的一種。
根據對信(xìn)号檢測的原理，目(mù)前超聲波流量計(ji)大緻可分🏃🏻♂️傳播🏃速(su)度差法(包括：直接(jiē)時差法、時差法、相(xiang)位差法、頻差法)波(bo)束偏移法、多普勒(le)法、相關法、空間濾(lü)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(cha)法和相位差法的(de)基本原理都㊙️是通(tong)過測量超聲波脈(mo)沖順流和逆流傳(chuan)報時㊙️速度之差來(lái)反映流💔體的流速(su)的，故又統稱爲🐇傳(chuan)播速度差法♋。其中(zhong)頻差法和時差法(fa)克服了聲速随流(liu)體溫度變化帶來(lai)的誤差🈲，準确度較(jiao)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(fan)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(di)流速🥰時，靈敏度很(hen)低适用性不大.
多(duō)普勒法是利用聲(shēng)學多普勒原理，通(tong)過測量不均勻流(liu)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(deng)流體流量測量。
相(xiàng)關法是利用相關(guān)技術測量流量，原(yuán)理上，此法的☔測量(liang)準确度與流體中(zhong)的聲速無關，因而(er)與流體溫☀️度，濃度(du)等無關，因而測量(liàng)準确度高，适用範(fan)圍廣。但🍓相關器價(jià)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(shēng)法(聽音法)是利用(yòng)管道内流體流動(dong)時産生的噪聲♌與(yu)流體的流速有關(guān)的原理，通過檢測(cè)噪聲表🚶♀️示流速或(huò)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(bù)情況、管路安裝地(di)點以及對測量準(zhǔn)确度的要求等因(yīn)💞素進👣行選🐕擇。一般(bān)說來由于工業生(sheng)産中工質的溫度(dù)常不能保持恒定(ding)，故多采♈用頻差法(fǎ)及時差法。隻有在(zai)管徑👅很大時才采(cǎi)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(yong)Z法；當流動方向與(yǔ)管鈾不平行☔或管(guǎn)路安裝地點使換(huàn)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(bu)不均勻而表前直(zhí)管段又較短時，也(yě)可采用多聲道(例(lì)如🛀雙聲道或四聲(sheng)道)來🥵克服流速擾(rao)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(pào)⭐造成的堵塞、磨損(sun)、附着而不能運行(hang)的弊病，因而得以(yǐ)迅速發展。随着工(gōng)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(yòng)以及燃料油加水(shui)助燃等節能方法(fa)的發展，都爲多普(pǔ)勒超聲波流量計(ji)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(jì)的電子線路包括(kuo)發射、接收、信💘号處(chù)👄理和顯示電路。測(cè)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(huàn)能器将⁉️電能轉換(huan)爲超聲波💔能量，并(bìng)将其發射到被測(ce)流體中，接收器接(jie)收🔞到的超聲波信(xin)号，經電子線路放(fang)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(xian)示。超聲⭕波流量計(ji)常用壓電換能器(qi)。它利用壓電材料(liao)的壓電效應，采✨用(yong)适出的發射電路(lù)🧑🏽🤝🧑🏻把電能加到發射(she)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(hòu)⛹🏻♀️由接收換能器接(jie)收，并經壓電元件(jiàn)變爲電能🔞，以便檢(jiǎn)測。發射換能器利(li)用壓電✔️元件的逆(ni)壓電效應，而接收(shou)換能器則是利用(yong)壓電效應。
三、優點(diǎn)：超聲波流量計非(fēi)接觸式儀表，适于(yu)測量不易接觸和(he)觀🐇察的流體以及(jí)大管徑流量。它與(yǔ)水位計聯動可進(jin)行敞開水流💛的流(liu)量測量。使用超聲(sheng)波流量計，不用在(zài)流體中安裝測量(liang)元件，故不會改變(bian)流體的流動狀态(tài)，不産生附加阻力(li)，儀表的安裝及檢(jian)修均可不影響生(sheng)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(liang)計可測雙相介質(zhi)的流量，故🤩可用于(yu)下水道及排污水(shuǐ)等髒污流的測量(liàng)。在發電廠✏️中，用便(bian)攜式超聲波流量(liàng)計測🔞量水輪機進(jin)水量、汽輪🔞機循環(huán)水量等大管徑流(liú)量，比過去的皮脫(tuō)管流速計方便得(de)多。超聲被流量汁(zhī)⚽也可用于氣體測(ce)量。管徑🔆的适用範(fàn)圍從2cm到5m，從幾米📱寬(kuan)的明渠、暗渠到500m寬(kuān)的河流都可适用(yòng)。
四、缺點：主要是可(ke)測流體的溫度範(fan)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(xiàn)制，以及高🔞溫下被(bei)測流體傳聲速度(du)的原始數據不全(quán)。目前我🔆國隻能✨用(yòng)于測量200℃以下的流(liu)體。另外，超聲波流(liu)量計的測🆚量線路(lu)比一般流量計複(fu)雜。這是因爲，一般(ban)工業計量中液體(tǐ)的流速💜常常是每(mei)秒幾米，而聲波在(zai)液體中的傳播速(sù)度約爲1500m/s左右，被測(ce)流體流速㊙️(流量)變(biàn)化帶給聲速的變(biàn)化量zui大也是10-3數量(liang)💔級.若要求測量流(liu)🏃♂️速的準确度爲1%，則(zé)對聲速的測量準(zhun)确度需爲10-5～10-6數量級(jí)，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(yǒu)在集成☎️電路技術(shù)迅速發展的前題(ti)下才能得到實際(jì)應用的原因。
五、超(chao)聲波流量計安裝(zhuāng)步驟
安裝超流可(kě)按照以下步驟操(cao)作：
一：觀察安裝現(xian)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(yi)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(shi)用年限，在使用10左(zuǒ)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(ke)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(li)。
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(huó)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(ān)裝點距離，這個距(ju)離👉很重要，它直接(jie)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(chuán)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(shi)用中常見問題：
1、 超(chao)聲波流量計探頭(tou)使用一段時間，會(hui)出現不定期的💔報(bao)警。尤其是輸送介(jiè)質雜質較多時，這(zhe)種問題會較常見(jiàn)。解決辦法：定期清(qīng)理探頭(建議一年(nián)清理一次)。
2、 超聲波(bo)流量計輸送介質(zhi)含有水等液體雜(zá)質時，流量計引壓(ya)管容易産生積液(ye)，氣溫較低時會出(chu)現引🍉壓管凍堵現(xian)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(za)質的阻礙或吸收(shou)，其強度會産生衰(shuāi)減。不論是超聲波(bo)💰流量⛱️計還是超聲(shēng)波物位計，對所接(jiē)受的聲波強度都(dōu)有一定要求，所以(yǐ)都要對各🤩種衰減(jiǎn)💘進行抑制。
