一(yi)、超聲波流量(liang)計
在流動的(de)流體中傳播(bō)時就載上流(liú)體流速的信(xin)息。因此通過(guo)接收到的超(chāo)聲波就可以(yi)檢測出流體(tǐ)的流速，從而(er)換算👅成流量(liang)。超聲脈沖穿(chuān)過管道從一(yi)個傳感器到(dao)達另一個傳(chuán)感器，就像一(yī)個💛渡船的船(chuán)夫在橫渡一(yī)條河。當氣體(ti)不流動💯時，聲(shēng)脈沖以相同(tóng)的速度(聲速(su)，C)在兩個方向(xiang)上傳播。如果(guo)管⭕道中的氣(qì)體有一定流(liu)速🐅V(該流速不(bu)等于零)，則順(shun)着流動方向(xiang)的聲脈沖會(hui)傳輸得快些(xiē)，而逆着流動(dòng)方向的聲脈(mo)沖✔️會傳輸得(de)慢些。這樣🤩，順(shun)流傳輸時間(jiān)tD會短些，而逆(ni)流傳輸時間(jian)tU會長些。這裏(lǐ)🥰所說的💞長些(xie)或短些都是(shì)與氣體不流(liú)動時的傳輸(shū)時🏃♂️間相比而(er)言；根據檢測(ce)的方式，可分(fen)爲傳播速度(du)差☂️法、多普勒(le)法、波束偏移(yí)法、噪聲法及(ji)相關法等不(bú)同類型的超(chao)聲波流量計(jì)。起聲波流量(liang)計是近十幾(ji)年來随着集(ji)成電路技術(shù)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(ji)大緻可🤟分傳(chuan)播速🌏度差法(fa)(包括：直接時(shí)差法、時差法(fǎ)、相位差法、頻(pin)差法)波束偏(pian)移法、多普勒(lè)法、相關法、空(kōng)間濾波法及(ji)噪聲法等類(lèi)型。其中以噪(zao)聲法原理及(jí)結構簡單，便(biàn)于測量和攜(xié)帶，價格便宜(yí)但準确度較(jiào)低，适💘于在流(liú)量測量準确(que)度要求不高(gao)的場合使用(yong)。
由于直接時(shi)差法、時差法(fǎ)、頻差法和相(xiàng)位差法的基(jī)♉本原理都是(shì)🧑🏾🤝🧑🏼通過測量超(chāo)聲波脈沖順(shun)流和逆流傳(chuán)報時速度之(zhi)差來反映流(liú)☁️體的流速的(de)，故又統稱爲(wei)傳播速度差(chà)法。其中頻差(chà)法和時差法(fa)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(bèi)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(wei)：Z法(透過法)、V法(fǎ)(反射法)、X法(交(jiāo)叉法)等。
波束(shu)偏移法是利(li)用超聲波束(shù)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(dī)流速時，靈敏(mǐn)度很低适用(yòng)性不大.
多普(pǔ)勒法是利用(yong)聲學多普勒(lè)原理，通過測(ce)量不均勻流(liu)體中散射體(tǐ)散射的超聲(sheng)波多普勒頻(pin)移來确定流(liú)體流量的，适(shì)用于含懸浮(fu)顆粒、氣泡等(děng)流體流量測(ce)量🤟。
相關法是(shi)利用相關技(jì)術測量流量(liàng)，原理上，此法(fa)的💋測量準🌂确(que)度與流體中(zhong)的聲速無關(guan)，因而與流體(tǐ)溫🔆度，濃度等(děng)無關，因而測(ce)量準确度高(gāo)，适用範圍廣(guǎng)。但相關器價(jià)格貴⁉️，線路比(bǐ)較複雜。在微(wēi)處理機普及(jí)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(ti)流動時産生(shēng)的噪聲與流(liú)體💋的流速有(you)關的原理，通(tōng)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(dan)準确度低。
以(yi)上幾種方法(fa)各有特點，應(yīng)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(yào)求等因素進(jin)行選擇。一般(ban)說來由于工(gong)業生産中工(gong)質的🈲溫度常(chang)不能保持恒(heng)定☀️，故多采🥰用(yong)頻差法及時(shi)差法。隻有在(zai)管徑🏃♂️很大時(shi)才采用直接(jie)時差法。對換(huan)能器安裝方(fang)法的選擇原(yuán)則一般是：當(dāng)流體沿管軸(zhou)平行流動💰時(shí)🌍，選用Z法；當流(liu)動方向與管(guan)鈾不平行或(huò)管路安裝地(di)點使換能器(qi)安裝間隔受(shou)到限制時，采(cai)用V法或X法。當(dāng)流場分布不(bú)均勻而表前(qián)直管段又較(jiào)短時，也可采(cǎi)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(yu)測量兩相♈流(liú)，可避免常規(gui)🈲儀表由懸浮(fu)粒或氣泡造(zao)成的堵塞、磨(mó)損、附着而不(bu)能運✔️行的弊(bi)病，因而得以(yǐ)迅速發展。随(suí)着工業的發(fā)展及節能工(gōng)作的開展，煤(mei)油混合(COM)、煤水(shuǐ)泥合(CWM)燃料的(de)輸送和應用(yong)以及燃料🌈油(yóu)加水助燃等(deng)節能🏒方法的(de)發✌️展，都爲多(duo)普勒超聲波(bō)流量計應☎️用(yong)開辟廣闊前(qián)景。
二、構成：
超(chāo)聲波流量計(ji)
由超聲波換(huàn)能器、電子線(xiàn)路及流量顯(xian)示和累積系(xi)統💰三部分組(zǔ)成。超聲波流(liú)量計的電子(zǐ)線路包括發(fā)射、接收、信号(hào)處理和顯示(shi)電路。測得的(de)瞬時流量和(he)⁉️累積流量值(zhí)用數字量或(huo)模拟量顯示(shì)。超聲波發射(shè)換能器将電(dian)能轉換爲超(chāo)聲波能量，并(bing)将其發射到(dao)被測流體中(zhōng)☁️，接收器接收(shōu)到的超聲波(bō)信号，經電子(zi)🤞線路放大并(bìng)轉換爲代表(biao)流量的電信(xìn)号供給顯示(shi)和積算儀☂️表(biǎo)進行顯示和(he)積算。這樣就(jiù)實現了流量(liang)的檢測和顯(xian)示。超聲☎️波流(liú)量計常用壓(yā)🥵電換能器。它(ta)利用壓電材(cái)料的壓電效(xiao)應，采用适出(chū)的發射電路(lù)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(quàn)。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(shōu)，并經壓電元(yuan)件變爲電能(néng)，以便檢測。發(fā)射換能器利(lì)用壓電元件(jiàn)📐的逆壓電效(xiào)應，而接收換(huàn)能器則💔是利(li)用壓電效應(yīng)。
三、優點：超聲(shēng)波流量計非(fēi)接觸式儀表(biǎo)，适于測量不(bu)易接觸和🤩觀(guān)察的流體以(yǐ)及大管徑流(liu)量。它與水位(wei)計聯動可進(jìn)行敞開水流(liu)的流量測量(liang)。使用超聲波(bo)流量計，不用(yòng)在🛀流體中安(ān)裝測量元件(jian)♌，故不會改變(bian)💯流體的流動(dòng)狀态，不🔆産生(shēng)附加阻力，儀(yi)表🌏的安裝及(jí)檢修均可不(bu)影響生産管(guan)♌線運行因而(ér)是一種理想(xiǎng)🌍的節能型流(liú)量計。多普勒(le)法超聲波流(liú)量計可測雙(shuang)相介質的流(liu)量，故可用于(yu)💋下水道及排(pái)污水等髒污(wu)🥵流的測量。在(zai)發電廠中，用(yong)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(deng)大管徑流量(liàng)，比過去的皮(pi)脫管流速計(jì)方便得多。超(chāo)聲被流量汁(zhī)也可用于氣(qì)☔體測量。管徑(jing)的适用範圍(wei)從2cm到5m，從幾米(mǐ)寬的明渠、暗(an)渠到500m寬的河(he)流都可适用(yòng)。
四、缺點：主要(yào)是可測流體(tǐ)的溫度範圍(wéi)受超聲波換(huan)🈲能鋁🧡及💚換能(néng)✍️器與管道之(zhī)間的耦合材(cai)料耐溫程度(du)的限制，以及(jí)高溫下被測(ce)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(xià)的流體。另外(wài)，超聲波流🍉量(liang)計的測量線(xian)路比一般流(liú)量計複雜。這(zhe)🐉是因爲，一般(bān)⚽工業計量中(zhōng)液體的流速(su)常常是每秒(miao)👈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(cè)流體流速(流(liu)量)變化帶給(gěi)聲速的變化(hua)量zui大也是10-3數(shù)量級.若要求(qiu)測量流速的(de)準确度爲1%，則(ze)👌對聲速的測(cè)量準确度㊙️需(xu)爲10-5～10-6數量級🔱，因(yīn)此必須有完(wan)善的測🌐量線(xiàn)👉路才能實現(xiàn)，這也正是超(chao)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(de)到實際應用(yòng)的原👄因。
五、超(chāo)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(chá)安裝現場管(guan)道是否滿足(zu)直管段*D後5D以(yi)及離泵30D的距(ju)離👄。(D爲👣管道内(nei)直徑)
二：确認(ren)管道内流體(tǐ)介質以及是(shi)否滿管。
三：确(que)認管道材質(zhi)以及壁厚(充(chōng)分考慮到管(guǎn)道内壁結垢(gou)♌厚度)
四：确認(ren)管道使用年(nián)限，在使用10左(zuo)右的管道，即(jí)使是碳鋼材(cái)質，也采用插(cha)入式安裝。
五(wǔ)：前四步驟完(wán)成後可确認(ren)使用何種傳(chuan)感器安裝
六(liu)：開始向表體(ti)輸入參數以(yǐ)确定安裝距(ju)離。
七：非常重(zhòng)要：精确測量(liang)出安裝距離(li)。
(1) 外夾式可選(xuǎn)安裝傳感器(qi)大概距離，然(rán)後不斷調試(shi)活動傳🔞感器(qì)以達到信号(hào)和傳輸比
的(de)匹配
(2) 插入使(shǐ)用工具測量(liang)管道上安裝(zhuang)點距離，這個(gè)距離⛷️很㊙️重要(yào)，它🔴直接影響(xiǎng)表的
實際測(ce)量精度，所以(yi)進行多次測(ce)量以求較高(gao)精度。
八：安裝(zhuāng)傳感器——調試(shì)信号——做防水(shuǐ)——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(zì)
六、超聲波流(liu)量計使用中(zhōng)常見問題：
1、 超(chāo)聲波流量計(ji)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(li)探頭(建議一(yī)年清理一‼️次(ci))。
2、 超聲波流量(liàng)計輸送介質(zhì)含有水等液(ye)體雜質時，流(liú)量計♊引壓管(guǎn)容易産生積(jī)液，氣溫較低(dī)時會出現引(yin)壓管凍堵現(xiàn)象，尤其在北(běi)方地區冬季(ji)較常見。解決(jue)辦法：對引壓(ya)管進行吹掃(sǎo)或加電伴熱(rè)
超聲波在傳(chuan)播過程中，由(you)于受介質和(hé)介質中雜質(zhì)的㊙️阻礙🛀🏻或吸(xī)收，其強度會(huì)産生衰減。不(bú)論是超聲波(bō)流量計還是(shi)超聲波💃物位(wei)🐉計，對所接受(shòu)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。
