一(yī)、超聲波流量計
在(zài)流動的流體中傳(chuán)播時就載上流體(ti)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(chao)聲脈沖穿過管道(dào)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(rú)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(sheng)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(shun)流傳輸時間tD會短(duan)些，而逆流傳輸時(shí)間🏃♀️tU會長些。這裏所(suǒ)說的長些或短些(xiē)都是與氣體不流(liú)動時的傳輸時間(jiān)相比而言；根據檢(jiǎn)測的☁️方式，可分爲(wèi)傳播速度差法、多(duō)普勒法、波束偏移(yi)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(su)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(jì)大緻可分♌傳播速(su)🍓度差法(包括：直接(jiē)時差法、時差法、相(xiàng)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(děng)類型📧。其中以噪聲(shēng)法原理及結構簡(jian)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(he)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(tong)過測量超聲波脈(mo)沖順流和逆流傳(chuan)報時速度之差來(lai)反映流體的流速(sù)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(lái)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(li)用超聲波束在流(liú)體中的傳播方向(xiang)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(hen)低适用性不大.
多(duō)普勒法是利用聲(sheng)學多普勒原理，通(tong)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(ti)流量的，适用于含(hán)懸浮顆粒、氣泡等(děng)流體流量測量。
相(xiang)關法是利用相關(guān)技術測量流量，原(yuan)理上，此法的測量(liàng)準确度與流體中(zhōng)的聲速無關，因而(er)與流體溫度，濃度(dù)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(pu)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(dòng)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(huo)流量值。其方法簡(jian)單，設備價格便宜(yi)，但準确度低。
以上(shàng)幾種方法各有特(te)點，應根據被測流(liu)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(ban)說來由于工業生(sheng)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(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(yòng)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(shòu)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(lì)如雙聲道或四聲(shēng)道)來🈲克服流速擾(rao)動帶來的流量測(ce)量誤差。多普勒法(fa)适于測量兩相💞流(liu)，可避免常規儀表(biǎo)由懸浮粒或氣泡(pào)造成✂️的堵塞、磨損(sǔn)、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(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(pǔ)勒超聲波流量計(jì)應用開辟廣闊🍉前(qián)景。
二、構成：
超聲波(bō)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(zu)成。超聲波流量計(ji)的電子線路包括(kuò)發射、接收、信号處(chu)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(xiǎn)示。超聲波發射換(huàn)能器将🐆電能轉換(huàn)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(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(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(qi)。它利用壓電✉️材料(liào)的壓電效應，采用(yòng)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(rù)流體中傳播🔞，然後(hòu)🚶由接收換能器接(jiē)收，并經壓電元件(jiàn)變爲電能，以便檢(jian)測🈲。發射換能器利(lì)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(dian)：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(ji)大管徑流量。它與(yu)水位計聯動可進(jìn)行敞開水流的流(liu)量測量。使用超聲(sheng)波流量計，不用在(zai)流體中安裝測量(liàng)元件🌈，故不會改變(bian)流體的流動狀态(tai)，不産生附加👣阻力(lì)，儀表的安裝及🔆檢(jiǎn)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(pǔ)勒法超😘聲波流量(liàng)計可測雙相介質(zhì)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(huan)♊水量等大管徑流(liu)量，比過去的皮脫(tuo)管流速計方便得(de)多。超聲被流量汁(zhi)📱也可用于氣體測(cè)量。管徑的适用範(fan)圍從2cm到5m，從幾米寬(kuan)的明渠、暗渠到500m寬(kuan)的河流都🍉可适用(yong)。
四、缺點：主要是可(kě)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(xian)制，以及高溫下被(bei)測流體傳聲速度(du)的原始數據不全(quan)。目前我國隻能用(yòng)于測量200℃以下的流(liú)體。另外，超聲波流(liu)❓量計的測量線路(lu)比一般流量計複(fú)雜。這🌐是因爲，一般(bān)工業計量中液體(tǐ)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(ce)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(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(ji)🧡，因此必須有完善(shàn)的測🤟量線路才能(neng)實現，這也正是超(chāo)聲波流量計隻有(yǒu)在集成電路技術(shu)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(cāo)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(yǐ)及是否滿管。
三：确(què)認管道材質以及(jí)壁厚(充分考慮到(dào)管道内壁結垢厚(hou)度💋)
四：确認管道使(shi)用年限，在使用10左(zuǒ)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(que)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(gong)具測量管道上安(an)裝點距離，這個距(ju)離✏️很重要，它直接(jie)影響表的
實際測(ce)量精度，所以進行(háng)多次測量以求較(jiào)高精度。
八：安裝傳(chuán)感器——調試信号——做(zuò)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(chāo)聲波流量計探頭(tou)使用一段時間，會(huì)出現不定期🏒的報(bao)👨❤️👨警。尤其是輸送介(jie)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(nian)清理一次)。
2、 超聲波(bo)流量計輸送介質(zhi)含有水等液體雜(za)質時，流量計引壓(ya)管容易産生積液(yè)，氣溫較低時會出(chu)現引壓管凍堵現(xiàn)象，尤其在北方地(di)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(chuan)播過程中，由于受(shou)介質和介質中雜(za)質的阻礙或吸收(shōu)，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(jie)受的聲波強度♻️都(dōu)有一👉定要求🏃♂️，所以(yǐ)都要對各種衰減(jian)進行抑制。
