一(yī)、超聲波流量(liang)計
在流動的(de)流體中傳播(bo)時就載上流(liu)體流速的信(xìn)息。因此通過(guò)接收到的超(chāo)聲波就可以(yǐ)檢測出流體(tǐ)的流速，從而(er)換算成流量(liang)。超聲脈沖穿(chuan)過管道從一(yi)個傳感器到(dào)達另一個傳(chuan)感器，就像一(yi)個渡船的船(chuan)夫在橫渡一(yi)條河。當氣體(tǐ)不流動時，聲(shēng)脈沖以相同(tong)的速度(聲速(sù)，C)在兩個方向(xiang)上🧑🏽🤝🧑🏻傳播。如果(guo)管👈道中的氣(qì)體有一定流(liú)速V(該流速不(bu)等于零)，則順(shun)着流動方向(xiàng)的聲脈沖會(huì)傳輸得⛱️快些(xie)，而逆着流動(dong)方向的聲脈(mo)沖會傳輸得(dé)慢些。這樣💛，順(shun)流傳輸時間(jian)tD會短些，而逆(ni)流傳輸時間(jian)tU會長些。這裏(li)所說的🈲長些(xie)或短些都是(shi)與氣體不流(liú)動時的傳輸(shu)時間相比而(ér)言；根據檢測(ce)的方式，可分(fen)爲⛹🏻♀️傳播速度(dù)差法🌏、多普勒(lè)法、波束偏移(yi)法🌍、噪聲法及(ji)相關法等不(bu)同類型的超(chao)聲波流量計(ji)。起聲波流量(liang)🈲計是近十幾(jǐ)年來随着集(jí)成電路技術(shu)迅🍓速發展才(cái)開始應用的(de)一種。
根據對(dui)信号檢測的(de)原理，目前超(chāo)聲波流量計(jì)大緻可⚽分傳(chuán)播速度差法(fǎ)(包括：直接時(shi)差法、時差法(fǎ)、相位差法、頻(pín)差🈚法)波束偏(piān)移法、多普勒(lè)法、相關法、空(kong)間濾波法及(jí)噪聲法等類(lèi)型。其中以噪(zào)聲法原理及(jí)結構🤞簡單，便(bian)于測量和攜(xie)帶，價格便宜(yi)但準确度較(jiao)低，适于在流(liu)量測量準确(que)度要求不高(gao)的場合使用(yong)。
由于直接時(shí)差法、時差法(fǎ)、頻差法和相(xiang)位差法的基(jī)本原🏒理都是(shi)通過測量超(chāo)聲波脈沖順(shùn)流和逆流傳(chuán)報時速度之(zhī)差來反映流(liu)👣體的流速的(de)，故又統稱爲(wèi)傳播速度差(cha)法。其中頻差(chà)法和時差法(fǎ)克服了聲速(su)随流體溫度(du)變化帶來的(de)誤差‼️，準确度(dù)較高，所以被(bei)☀️廣泛采用。按(an)照換能器的(de)🈲配置方法不(bú)同，傳播速度(dù)差撥又分爲(wèi)：Z法(透過法)、V法(fa)(反射法)、X法(交(jiāo)叉法)等。
波束(shu)偏移法是利(li)用超聲波束(shu)在流體中的(de)傳播方向♻️随(suí)流體流🐇速變(biàn)化而産生偏(piān)移來反映流(liu)體流速的，低(di)流速時，靈🐆敏(min)度很低适用(yong)性不大.
多普(pǔ)勒法是利用(yòng)聲學多普勒(le)原理，通過測(ce)量不均勻流(liú)體中👄散射體(ti)散射的超聲(sheng)波多普勒頻(pin)移來确定流(liu)體流量的㊙️，适(shì)用于含‼️懸浮(fú)顆粒、氣泡等(deng)流體流量測(ce)量。
相關法是(shi)利用相關技(ji)術測量流量(liang)，原理上，此法(fǎ)的測🚶量準确(que)👣度與流體中(zhōng)的聲速無關(guān)，因而與流體(tǐ)溫度，濃度等(děng)無關，因而測(ce)量準确度高(gao)，适用範圍廣(guang)。但相關器價(jià)格貴，線路比(bi)較複雜㊙️。在微(wēi)處理機普及(ji)應用後，這個(ge)缺點可以克(kè)服。
噪聲法(聽(tīng)音法)是利用(yòng)管道内流體(tǐ)流動時産生(sheng)的噪聲與🚶流(liú)體的流速有(yǒu)關的原理，通(tong)過檢測噪聲(sheng)表💞示流速或(huò)流量值。其方(fang)法簡單，設備(bei)價格便宜，但(dàn)準确度低。
以(yǐ)上幾種方法(fa)各有特點，應(ying)根據被測流(liu)體性質.流速(sù)分布情🌏況、管(guǎn)路安裝地點(diǎn)以及對測量(liang)準确度的要(yao)求等因㊙️素進(jìn)行選擇。一般(bān)說來由于工(gōng)業生産中工(gong)質的溫度常(cháng)不能保持恒(heng)定，故多采🈲用(yòng)頻差法及時(shí)差法。隻🆚有在(zai)管徑很大時(shí)才🌐采用直接(jiē)時差法。對換(huàn)能器安裝方(fāng)法的選擇原(yuan)則一般是：當(dang)流體沿管🏃🏻♂️軸(zhou)平行流動時(shí)，選用Z法；當流(liu)動方向與管(guǎn)鈾不平行或(huo)管路安裝地(di)點使換能器(qi)安裝間🌈隔受(shòu)到限制時，采(cǎi)用V法或X法。當(dāng)流場♍分布不(bu)均勻而表前(qián)直管段又㊙️較(jiao)短時，也可采(cai)用多聲道(例(lì)如雙聲道或(huò)四聲💯道)來克(kè)服流速擾動(dong)帶來的流量(liàng)測量誤差。多(duō)普勒法适☁️于(yú)測量兩相流(liu)，可避免常規(guī)儀表由懸浮(fu)粒或氣泡造(zào)成的堵塞、磨(mo)損、附着而不(bu)能運行的弊(bì)病，因而得以(yǐ)迅速發展。随(sui)着工業的發(fa)展及節能工(gong)作的開展，煤(méi)油混合(COM)、煤水(shui)泥合♊(CWM)燃料的(de)輸送和應用(yong)以及燃料油(you)加水助燃等(děng)節能方法的(de)發展，都爲多(duō)普勒超聲波(bō)流量計應用(yòng)開辟廣闊前(qian)景。
二、構成：
超(chao)聲波流量計(jì)
由超聲波換(huàn)能器、電子線(xiàn)路及流量顯(xian)示和累積系(xì)統三部💰分組(zu)🌍成。超聲波流(liu)量計的電子(zǐ)線路包括發(fā)射、接收、信号(hao)處理和顯示(shi)電路。測得的(de)瞬時流量和(hé)累積流🥰量值(zhi)用數字量或(huo)模拟量顯示(shi)。超聲波發射(shè)換能器将❌電(diàn)能轉換爲超(chao)聲波能量，并(bing)将其發射到(dào)被測流體中(zhōng)⛹🏻♀️，接收器接收(shōu)到的超聲波(bo)信号，經電子(zǐ)線路放大并(bìng)轉換爲代表(biao)流量的電信(xin)号供給顯示(shì)和積算儀表(biǎo)進行顯示和(hé)積算。這樣就(jiu)實現了流量(liàng)的檢測和顯(xian)示。超聲❌波流(liú)量計常用壓(ya)🌍電換能器。它(ta)🏃♀️利用壓電材(cái)料的壓電效(xiào)應，采用适出(chū)的發射電路(lu)把電能加到(dào)發射❤️換能器(qì)的壓電元件(jian)上，使其産生(shēng)超聲波振勸(quan)。超聲波以某(mǒu)一角度射入(rù)流體中傳播(bō)🏃♀️，然後由接收(shōu)換能器接收(shou)，并經壓電元(yuan)件變爲電能(neng)，以便檢測。發(fā)射換能器利(li)用壓電元件(jiàn)的逆壓電效(xiào)應，而接收換(huan)能器則是利(li)用壓電效應(ying)。
三、優點：超聲(sheng)波流量計非(fēi)接觸式儀表(biao)，适于測量不(bu)易接觸和✍️觀(guān)察的流體以(yǐ)及大管徑流(liú)量。它與水位(wèi)計聯動可🔴進(jìn)行敞開水流(liu)的流量測量(liang)。使用超聲波(bō)流量計🔞，不用(yong)在⭕流體中⁉️安(ān)裝測量元件(jiàn)，故不會改變(bian)流體的流動(dong)狀态，不産生(shēng)附加阻力，儀(yí)表的安裝及(ji)🌍檢修均可不(bú)💰影響生産管(guan)線運行因而(ér)是一種理想(xiang)🚶♀️的節能型流(liu)量計。多普勒(lè)法超聲波流(liú)量計可測雙(shuang)相介質的流(liú)量，故可用于(yú)下水道及排(pái)污水等髒污(wu)流🛀的測量。在(zài)發電廠中，用(yòng)便攜式超聲(shēng)波流量計測(cè)量水輪機進(jìn)水量、汽輪🚩機(ji)循環水量等(děng)大管徑流量(liang)，比過去的皮(pí)脫管流速計(jì)方便得多。超(chao)聲被流量汁(zhi)也可用于氣(qì)體測量。管徑(jìng)🌈的适用範圍(wéi)從2cm到5m，從幾米(mi)🆚寬的明渠、暗(àn)渠到500m寬的河(hé)流都可适用(yòng)。
四、缺點：主要(yao)是可測流體(tǐ)的溫度範圍(wéi)受超聲波換(huan)能❓鋁及換能(neng)器與管道之(zhi)間的耦合材(cái)料耐溫程度(du)的限制，以及(ji)高♈溫下被測(cè)🚩流體傳聲速(su)度的原始數(shu)據不全。目前(qian)我國隻能用(yong)于測📞量200℃以下(xia)的流體。另外(wai)，超聲波流量(liang)計的測量線(xiàn)路比一般流(liu)量計複雜。這(zhè)是因爲，一般(bān)工業計量中(zhong)液體的流速(sù)常常是每秒(miǎo)♈幾米，而聲波(bō)在液體中的(de)傳播速度約(yuē)爲1500m/s左右，被測(ce)流體流速✉️(流(liú)量)變化帶給(gei)聲速的變化(huà)量zui大也是10-3數(shu)👄量級.若要求(qiú)測量流速的(de)準确度爲1%，則(ze)對聲速的測(ce)量準确度需(xu)爲10-5～10-6數量級，因(yīn)此必須有完(wán)善的測量線(xian)⭐路才能實現(xian)，這也正是超(chāo)聲波流量計(jì)隻有在集成(chéng)電路技術迅(xùn)速發展的前(qián)題下才能得(dé)到實際應用(yong)的原因。
五、超(chao)聲波流量計(jì)安裝步驟
安(ān)裝超流可按(an)照以下步驟(zhòu)操作：
一：觀察(cha)安裝現場管(guan)道是否滿足(zú)直管段*D後5D以(yi)及離泵30D的距(jù)離。(D爲管道内(nèi)直徑)
二：确認(rèn)管道内流體(ti)介質以及是(shì)否滿管。
三：确(que)認管道材質(zhi)以及壁厚(充(chong)分考慮到管(guǎn)道内壁結垢(gou)厚度)
四：确認(rèn)管道使用年(nián)限，在使用10左(zuo)右的管道，即(ji)使是🔞碳🐕鋼材(cai)質，也采用插(chā)入式安裝。
五(wu)：前四步驟完(wán)成後可确認(rèn)使用何種傳(chuán)感器安裝
六(liu)：開始向表體(tǐ)輸入參數以(yǐ)确定安裝距(jù)離。
七：非常重(zhòng)要：精确測量(liang)出安裝距離(lí)。
(1) 外夾式可選(xuan)安裝傳感器(qi)大概距離，然(rán)後不斷調試(shi)活動傳感器(qi)以達到信号(hao)和傳輸比
的(de)匹配
(2) 插入使(shi)用工具測量(liang)管道上安裝(zhuāng)點距離，這個(gè)距離很重要(yao)，它直接影響(xiang)表的
實際測(cè)量精度，所以(yi)進行多次測(cè)量以求較高(gāo)精度。
八：安裝(zhuang)傳感器——調試(shì)信号——做防水(shui)——歸整好信号(hào)電纜💘——清理現(xiàn)場線頭等廢(fei)棄物 ——安裝結(jie)束——驗收簽字(zi)
六、超聲波流(liu)量計使用中(zhōng)常見問題：
1、 超(chāo)聲波流量計(jì)探頭使用一(yi)段時間，會出(chū)現不定期的(de)報警。尤其是(shi)輸送介質雜(za)質較多時，這(zhè)種問題會較(jiào)常見。解決辦(bàn)🙇🏻法：定🔴期清理(lǐ)探頭(建議一(yi)年清理一次(ci))。
2、 超聲波流量(liang)計輸送介質(zhì)含有水等液(yè)體雜質時，流(liu)量計引🏃🏻壓管(guan)容易産生積(ji)液，氣溫較低(di)時會出現引(yin)壓管凍堵現(xian)象，尤其在北(bei)方地區冬季(ji)較常見。解決(jué)辦法：對引壓(ya)管進行吹掃(sao)或加🧡電伴熱(re)
超聲波在傳(chuán)播過程中，由(yóu)于受介質和(hé)介質中雜質(zhi)⭕的㊙️阻礙或吸(xi)收，其強度會(hui)産生衰減。不(bu)論是超聲波(bo)流量計還是(shi)超聲波物位(wèi)🌏計，對所接受(shou)的聲波強度(du)都有一定要(yao)求，所以都🧡要(yào)對各種衰減(jian)進行抑制。
