一(yi)、超聲波流量計
在(zai)流動的流體中傳(chuan)播時就載上流體(ti)流速的信息。因此(ci)通過‼️接⭕收到的超(chāo)聲波就可以檢測(cè)出流體的📧流速⭐，從(cong)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(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(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(ti)有一定流速🌈V(該流(liu)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(chuan)輸得慢些。這樣，順(shun)流傳輸時間tD會短(duan)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(liu)動時的傳輸時間(jian)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(guan)法等不同類型的(de)超聲波流量計。起(qi)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(xin)号檢測的原理，目(mu)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(bo)束偏👈移法、多普勒(lè)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(jian)單，便于🌈測量和攜(xie)🏃♀️帶，價格便🛀宜但準(zhǔn)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(shí)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(chuán)報時速度之差來(lai)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(fǎ)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(cǎi)用。按照換能器的(de)配置方法不同，傳(chuán)播速度差撥又分(fen)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(hěn)低适用性不大.
多(duō)普勒法是利用聲(shēng)學多普勒原理，通(tōng)過測量不均勻流(liú)📐體中🛀🏻散射體散射(shè)的超聲波多普勒(lè)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(yuán)理上，此法的測量(liàng)準确度與流體中(zhong)的聲速無關，因而(er)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(pǔ)及應用後，這個缺(quē)點可以克服。
噪聲(shēng)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(ce)噪聲表示流速或(huo)流量值。其😄方法簡(jian)單，設備價格便宜(yí)，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(bu)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(du)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(duì)♻️換能器安裝方法(fa)的選擇原則一般(bān)是：當流體沿管軸(zhou)平行流動時，選用(yong)Z法；當流動📧方向與(yu)管鈾不平行或管(guǎn)路安裝地點使換(huàn)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(rǎo)動帶來的流量測(ce)量誤差。多🥵普勒法(fǎ)适👈于測量兩相流(liu)，可避免常規♉儀表(biǎo)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(yi)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(ran)料的輸送和應用(yong)以及燃料☎️油加水(shuǐ)助燃等節能方法(fa)的發展，都爲多普(pu)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(ji)的電子線路包括(kuò)發射、接💔收、信🧑🏾🤝🧑🏼号處(chu)理和顯示電路。測(cè)得的瞬時流量和(hé)👣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(bing)将其發射到被測(cè)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(biao)流量的電信号供(gòng)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(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(bo)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(jian)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(shōu)換能器則是利用(yong)壓電效應。
三、優點(dian)：超聲波流量計非(fei)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(yu)水位計聯動可進(jìn)行敞開☔水流的流(liú)量測量。使用超聲(sheng)波流量計，不用在(zai)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(jiǎn)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(liang)。在發電廠🔞中，用便(biàn)攜式超聲⛷️波流量(liang)計測量水輪機進(jìn)水量、汽輪機循環(huán)⭕水量等大管徑流(liú)量，比過去的皮脫(tuo)管流速計方便得(dé)多。超聲被流量汁(zhi)🐇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(fan)圍受超聲波換能(neng)✨鋁及換能器與管(guan)道之間的耦合材(cái)料耐溫程度的限(xiàn)制，以及高溫下被(bèi)測流體傳聲速度(dù)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(liú)量計的測量線路(lù)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(mei)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(biàn)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(jí)，因此必須有完善(shan)的測量線路才能(néng)實現，這也正是超(chāo)聲波流量計隻有(you)在集成電路技術(shu)迅速發展的前題(ti)下才能得到實際(ji)應用的原因。
五、超(chao)聲波流量計安裝(zhuang)步驟
安裝超流可(ke)按照以下步驟操(cao)作：
一：觀察安裝現(xiàn)場管道是否滿足(zu)直管段*D後5D以及離(lí)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(que)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(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(ke)确認使用何種傳(chuan)感器安裝
六：開始(shi)向表體輸入參數(shù)以确定安裝距離(li)。
七：非常重要：精确(que)測量出安裝距離(li)。
(1) 外夾式可選安裝(zhuāng)傳感器大概距離(lí)，然後不斷調試活(huo)🤟動傳感✂️器以達到(dào)信号和傳輸比
的(de)匹配
(2) 插入使用工(gong)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(háng)多次測量以求較(jiào)高精度。
八：安裝傳(chuán)感器——調試信号——做(zuo)防水——歸整好信号(hao)電纜——清理現場線(xiàn)頭等廢棄物 ——安裝(zhuāng)結束——驗收簽字
六(liù)、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(jiè)質雜質較多時，這(zhe)種問題會較常見(jian)。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(zhì)含有水等液體雜(za)質時，流量計引壓(yā)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(jiě)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(zá)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(sheng)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(jiǎn)進行抑制。
