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(cè)出流體的流速，從(cong)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(qi)，就🌏像一個渡船的(de)船夫在橫渡一🙇🏻條(tiáo)河。當氣體不流動(dòng)時，聲脈沖☀️以相同(tóng)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(shēng)脈沖會傳輸得快(kuai)些，而🌈逆着流動方(fāng)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(suǒ)說的長些或短些(xie)都🈲是與✌️氣體不流(liu)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(duo)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(jin)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(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(lè)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(jian)單，便于測量和攜(xie)☀️帶，價格便宜但準(zhun)确度較低，适于在(zai)流量測量準确度(dù)要求不高的場合(he)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(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(zhong)頻差法和㊙️時差法(fa)克服了聲速随流(liu)體溫🌏度變化帶來(lái)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(chuan)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(xiang)随流體流速變化(huà)而産生偏移來反(fan)映流體流速的，低(di)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(liú)🤞體中散射體散射(shè)的超聲波多普勒(lè)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(xiang)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(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(yǔ)😘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(yi)，但準确度低。
以上(shàng)幾種方法各有特(tè)點，應根據被測流(liu)體性質.流速分布(bù)情況、管路安裝地(dì)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(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(ban)是：當流體沿管軸(zhou)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(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(bù)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(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(pào)造成的堵塞、磨損(sǔn)、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(neng)❓工作的開展，煤油(yóu)混合(COM)、煤水泥合(CWM)燃(ran)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(qian)景。
二、構成：
超聲波(bō)流量計
由超聲波(bo)換能器、電子線路(lu)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(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(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(fang)大并轉🔆換爲代表(biao)流量的電信号供(gòng)給顯示和積算儀(yí)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(liao)的壓電效應，采用(yong)适出的發射電路(lu)🤞把電能加到發射(she)換能器的壓電元(yuan)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(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(yòng)壓電效應。
三、優點(diǎn)：超聲波流量計非(fei)接觸式儀表，适于(yu)測量不易接觸和(hé)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(shēng)波流量計，不用在(zài)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(li)，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(zhi)的👄流量，故🌂可用于(yu)下水道及排污水(shui)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(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(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(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(cái)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(quán)。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(lù)比一般流量計複(fu)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(sù)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(liàng)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(chao)😍聲波流量計隻有(you)在集成電路技術(shu)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(zhuāng)步驟
安裝超流可(ke)按照以下步驟操(cāo)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(dao)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(ji)壁厚(充分考慮到(dao)管道内壁結垢厚(hou)度🏃♀️)
四：确認管道使(shi)用年限，在使用10左(zuo)右的管道，即使是(shi)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(chuán)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(lí)。
(1) 外夾式可選安裝(zhuang)傳感器大概距離(li)，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(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(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(hao)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(shi)用中常見問題：
1、 超(chāo)聲波流量計探頭(tou)使用一段時間，會(hui)出現不定期的報(bào)警。尤其是輸送介(jiè)質雜質較多時，這(zhè)種問題會較常見(jian)。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(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(xian)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(dian)伴熱
超聲波在傳(chuán)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(yi)都要對各種衰減(jian)進行抑制。
