一(yī)、超聲波流量計
在(zai)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(chāo)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(dào)從一個💘傳感器到(dào)達另一個傳感器(qi)，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(tóng)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(shùn)着流動方向的聲(sheng)脈沖會傳輸得快(kuai)些，而逆着流動方(fāng)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(jian)測的🈲方式，可分爲(wei)傳播速度差☁️法💋、多(duo)普勒法、波束偏移(yi)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(sù)發展才開始應用(yòng)的一種。
根據對信(xin)号檢測的原理，目(mu)前超聲波流量計(jì)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(bo)束偏移法、多普勒(le)法、相關法、空間濾(lü)波法及噪聲法等(děng)類型🌈。其中以噪聲(sheng)法原理及結構簡(jiǎn)單，便于🌏測量和攜(xie)🐇帶，價格便宜但準(zhun)确✊度較低，适于在(zài)流量測量準确度(du)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(mò)沖順流和逆流傳(chuán)報時🙇🏻速度🔴之差㊙️來(lái)反映流體的流速(sù)的，故又統稱爲傳(chuan)播速度差法。其中(zhōng)頻差法和時差法(fǎ)克服了聲速🏃随流(liú)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(chuan)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(deng)。
波束偏移法是利(lì)用超聲波束在流(liu)體中的傳播方向(xiàng)☁️随流體流速變化(huà)而産生偏移來反(fǎn)映流體流速的，低(dī)流速時，靈敏度很(hěn)低🔞适用性不大.
多(duo)普勒法是利用聲(sheng)學多普勒原理，通(tōng)過測量不均勻📧流(liu)體⛱️中散射體散射(shè)的超聲波多普勒(le)頻移來确🏒定流體(tǐ)流量的，适用于含(hán)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(yuán)理上，此法的測量(liàng)準🔞确度與流體中(zhōng)的聲速無關，因而(ér)與流體溫度，濃👈度(dù)等無關💞，因而🧡測量(liang)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(pu)及應🤟用後，這個缺(quē)點可以克服。
噪聲(sheng)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(guan)的原理，通過檢測(ce)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(te)點，應根據被測流(liú)體性質.流速分布(bù)情況、管路安裝地(dì)點以及對測量準(zhun)确度的🤟要求等因(yin)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(cai)用直接時差法。對(dui)✊換能器安裝方法(fa)的選擇原則一般(ban)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(huan)能器安裝間隔受(shou)到限制時👨❤️👨，采用V法(fǎ)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(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(fa)适于測量兩相流(liu)，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(hang)的弊病，因而得以(yǐ)迅速發展。随着工(gōng)業的發展及節能(néng)💋工作的開展，煤油(yóu)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(fa)的發展，都爲多普(pǔ)勒超聲♍波流🌈量計(jì)應💞用開辟廣闊前(qian)景。
二、構成：
超聲波(bō)流量計
由超聲波(bo)換能器、電子線路(lù)及流量顯示和累(lei)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(chu)理和顯示電路。測(cè)得的瞬時流量和(he)累積流量值用數(shù)字量或模拟量顯(xian)示。超聲波發射換(huan)能器将電能轉換(huàn)爲超聲波能量，并(bìng)将☀️其發射到被測(cè)流體中，接收器接(jiē)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(gòng)給🛀🏻顯示和積算儀(yi)表進行顯示和積(ji)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(she)♈換能器的壓電元(yuán)件上，使其産生💋超(chao)聲波振勸。超聲波(bo)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(jiǎn)測。發射換能器利(lì)用壓電元件的逆(nì)壓電效應，而接收(shōu)換能器則是利用(yong)壓電效應。
三、優點(dian)：超聲波流量計非(fēi)接觸式儀表，适于(yú)測量不💁易接💘觸和(hé)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(zai)流體中安裝測量(liàng)元件㊙️，故不會改變(biàn)流體的流⚽動狀态(tài)，不産生附加阻力(lì)，儀表的安裝及🥵檢(jian)修均可不影響生(shēng)産管線運行因而(er)是一種理想的節(jie)能型流👉量計。多普(pǔ)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(liàng)。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(liú)量，比過去的皮脫(tuo)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(fan)圍從2cm到5m，從幾米寬(kuān)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(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(xiàn)制，以及高🈲溫下被(bei)測流體傳聲速度(dù)的原始數據不全(quán)。目前我國隻能用(yong)于測量200℃以下的流(liú)體。另外，超聲波流(liu)量計的測量線路(lù)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(měi)秒幾米，而聲波在(zai)💰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(bian)化帶給聲速的變(bian)化量zui大也是10-3數⁉️量(liàng)級.若要求測量流(liú)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(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(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(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(guǎn)道内流體介質以(yǐ)及是否滿管。
三：确(què)認管道材質以及(ji)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(shì)碳🌈鋼材🔞質，也采用(yòng)插入式安裝。
五：前(qián)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(shu)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(zhuāng)傳感器大概距離(li)，然後不斷調試👉活(huó)動傳感器✌️以達到(dào)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(jiào)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(xian)🐇頭等廢棄物 ——安裝(zhuang)結束——驗收簽字
六(liu)、超聲波流量計使(shǐ)用中常見問題：
1、 超(chao)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(zhè)種問題會較常見(jiàn)。解🐇決辦法：定期清(qīng)理探頭(建議一年(nian)清理一次)。
2、 超聲波(bō)流量計輸送介質(zhì)含有水等液體雜(za)質時，流🤟量計引壓(yā)管容易産生積液(ye)，氣溫較低時會出(chu)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(guan)進行吹掃或加✏️電(diàn)伴熱
超聲波在傳(chuán)播過程中，由于受(shòu)介質和介質中雜(za)質的阻礙或吸收(shou)，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(yǐ)都要對各種衰減(jian)進行抑制。
