超聲波流量計介紹

超聲波流量計定義

超聲波流量計是通過檢測流體流動對超聲束(或超聲脈沖)的作用以測量流量的儀表。

超聲波流量計信號檢測原理

根據(jù)對信號檢測的原理超聲流量計可分為傳播速度差法(直接時差法、時差法、相位差法和頻差法)、波束偏移法、多普勒法、互相關法、空間濾法及噪聲法等。

超聲流量計和電磁流量計一樣，因儀表流通通道未設置任何阻礙件，均屬無阻礙流量計，是適于解決流量測量困難問題的一類流量計，特別在大口徑流量測量方面有較突出的優(yōu)點，它是發(fā)展迅速的一類流量計之一。

超聲波流量計超聲波流量計的優(yōu)勢特點

1.安裝方便

外夾式安裝，無需切管。這與傳統(tǒng)的流量設備非常不同。用戶只需將流量傳感器夾在管道表面即可。然后超聲波流量計可以通過超聲波檢測流量，然后自動計算流速值、流量累加器等。

不會切管意味著不會損壞管道。所以只有管道狀況良好，流量計上的安裝就不會提供泄漏的可能性。這個優(yōu)點更適用于強酸、強堿、中毒、腐蝕性液體等。

傳統(tǒng)的機械流量計必須使用活動部件來“感應”流量。這將破壞流狀態(tài)。同時，隨著運動部件的使用，流量精度會下降。隨著使用，運動部件會變壞，用戶必須更換新的流量測量裝置。

超聲波流量計沒有運動部件，不需要接觸流體，因此沒有壓力損失。無壓力損失意味著您不需要做壓力補償，它可以節(jié)省壓力變送器的成本。

2.寬量程比

量程比是流量測量中一個非常重要的技術指標。它用于指流量范圍，通常由流量技術/原理決定。

傳統(tǒng)流量計量程比小，如渦輪流量計為10:1，孔板流量計為3:1，PD流量計為10:1等。但超聲波流量計通常為100:1，部分型號可達500:1。

3.低流量啟動

自從流量測量可用以來，低流量測量一直是一個難題。對于小尺寸的管道，人們可以開發(fā)特殊的流量裝置進行測試。但由于特殊性，其價格總是很高，不易推廣到普遍應用。

超聲波流量計可以為過程控制提供非常低的流量測量。已經(jīng)開發(fā)了各種類型的超聲波流量計用于低流量測量。

4.精度更高

超聲波流量計其長期精度被證明優(yōu)于傳統(tǒng)的機械流量計。當然，如果外夾式超聲波流量計不能滿足您對精度的極端要求，管段式和插入式超聲波流量計是更好的選擇。

5.低功耗設計

超聲波技術為開發(fā)低功耗超聲波流量計提供了可能。這一特性在超聲波水表和超聲波熱量表中起著重要的作用。內置3.6V電池，可工作6-10年。

6. 便攜式流量測量方便

便攜式超聲波流量計由于功耗低和測量方式的鉗制，因此應運而生。便攜式超聲波流量計為流量測試和流量測量提供了很大的方便。它是一個強大的工具。迅昇便攜式超聲波流量計內置高性能鋰電池，最多可以連續(xù)使用16個小時。

7.HVAC能量管理，降低您的成本

超聲波流量計提供先進和精確的能量測量，廣泛用于供暖通風與空氣調節(jié)（HVAC）管理中的水能量監(jiān)測。流量傳感器與能量傳感器結合，形成能量測量表，且無需損壞管道。高精度和穩(wěn)定的性能有助于降低能源成本。

8. 使用成本低

很多用戶的第一印象可能是先進的流量計總是價格高。首查可能高于機械流量計。但加上安裝費、使用壽命和維護費，它的總成本并不高，甚至更低。

超聲波流量計功能

1. 在數(shù)據(jù)上可測量并記錄流量的正負值，流量計會保存正累積量和負累積量，保證被測流量凈累積量的準確度。

2. 在通信上可以選擇豐富的通訊協(xié)議，4-20mA、脈沖、繼電器、RS485、Modbus、M-bus、Hart、批量控制器等，通過協(xié)議將數(shù)據(jù)傳到PC或者云端，實現(xiàn)物聯(lián)，不同的通訊協(xié)議適用于各個不同的環(huán)境工況中。

3. 在維護巡檢上可導出檢測管道數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)包含測量時間、流量、流速、正負凈累積量，最低可設置1秒間隙導出，適合管道巡檢工作。

4. 在安裝選擇上可選擇外夾式、管段式和插入式，不同的工況所需要的安裝方式不同，可保持整體一致性。

5. 在被測流體上可測量非導電流體和腐蝕性流體，選擇外夾式超聲波流量計對管道不會有破壞，不會導致后期管道泄露的情況發(fā)生。

超聲波流量計概況

超聲波流量計一般用于需要知道管道流量數(shù)據(jù)的工程，選擇分為兩種，多普勒適用于明渠、多雜質，多氣泡的液體測量，時差法適用于少量雜質，相對純凈的滿管道液體測量。

具體工程還是要看需求，像是一般的自來水廠、污水廠、火電廠、煉鋼廠等大量用水的都會用到，又像是太陽能電廠，清洗機，食品加工廠都也會用到迅昇小管徑的超聲波流量計。

所以說到底，只要是用到液體流量，又有需要知道流量數(shù)據(jù)的管道，都需要用到流量計。

超聲波流量計環(huán)境

1. 多普勒法適用于異相含量不太高的雙相流體,例如:未處理污水、工廠排放液、臟流程液;通常不適用于非常清潔的液體。

超聲波流量計正確選型才能保證超聲波流量計更好的使用。選用什么種類的超聲波流量計應根據(jù)被測流體介質的物理性質和化學性質來決定，使超聲波流量計的通徑、流量范圍、襯里材料、電極材料和輸出電流等都能適應被測流體的性質和流量測量的要求。

1、精密功能檢查

精度等級和功能根據(jù)測量要求和使用場合選擇儀表精 度等級，做到經(jīng)濟合算。比如用于貿易結算、產(chǎn)品交接和能源計量的場合，應該選擇精度等級高些，如1.0級、0.5級，或者更高等級; 用于過程控制的場合，根據(jù)控制要求選擇不 同精度等級;有些僅僅是檢測一下過程流量，無需做精確控制和計量的場合，可以選擇精度等級稍低的，如1.5級、2.5級，甚至 4.0級，這時可以選用價格低廉的插入式超聲波流量計。

2、可測量的介質

測量介質流速、儀表量程與口徑 測量一般的介質時，超聲波流量計的滿度 流量可以在測量介質流速0.5—12m/s范圍內 選用，范圍比較寬。選擇儀表規(guī)格(口徑)不一 定與工藝管道相同，應視測量流量范圍是否，在流速范圍內確定，即當管道流速偏低，不能滿足流量儀表要求時或者在此流速下測量準 確度不能保證時，需要縮小儀表口徑，從而提 高管內流速，得到滿意測量結果。

管段式傳感器參數(shù)

管段式傳感器外型尺寸

●插入式超聲流量計：可不停產(chǎn)安裝和維護。采用陶瓷傳感器，使用專用鉆孔裝置進行不停產(chǎn)安裝。一般為單聲道測量，為了提高測量準確度，可選擇多聲道。

●管段式超聲流量計：需切開管路安裝，但以后的維護可不停產(chǎn)?？蛇x擇單聲道或多聲道傳感器。

●外夾式超聲流量計：能夠完成固定和移動測量。采用專用耦合劑（室溫固化的硅橡膠或高溫長鏈聚合油脂）安裝，安裝時不損壞管路。

●便攜式超聲流量計：便攜使用，內置可充電鋰電池，適合移動測量，配接磁性傳感器。

1、非接觸式測量方式、體積小、攜帶方便

2、適用于現(xiàn)場測量各種尺寸管道導聲介質

3、內置鎳氫充電電池工作時間達20小時以上

4、用戶界面靈活，使用簡單

5、智能型現(xiàn)場打印功能，保證流量數(shù)據(jù)的完整

6、配備一體式鋁合金防護箱，可在野外惡劣環(huán)境中使用

● 手持式超聲流量計：體積小，重量輕，內置可充電鋰電池，手持使用，配接磁性傳感器。

● 防爆型超聲流量計：用于爆炸性環(huán)境液體流量測量，為防爆兼本安型。即轉換器為防爆型，傳感器為本質安全型。

超聲波流量計優(yōu)點

超聲波流量計是一種非接觸式儀表，它既可以測量大管徑的介質流量也可以用于不易接觸和觀察的介質的測量。它的測量準確度很高，外夾式安裝最高也可以達到±0.5%的精度，幾乎不受被測介質的各種參數(shù)的干擾，尤其可以解決其它儀表不能的強腐蝕性、非導電性、放射性及易燃易爆介質的流量測量問題。

超聲波流量計缺點

現(xiàn)今所存在的缺點主要是可測流體的溫度范圍受超聲波換能鋁及換能器與管道之間的耦合材料耐溫程度的限制，以及高溫下被測流體傳聲速度的原始數(shù)據(jù)不全。2010年前我國只能用于測量200℃以下的流體。另外，超聲波流量計的測量線路比一般流量計復雜。這是因為，一般工業(yè)計量中液體的流速常常是每秒幾米，而聲波在液體中的傳播速度約為1500m/s左右，被測流體流速(流量)變化帶給聲速的變化量最大也是10－3數(shù)量級．若要求測量流速的準確度為1%，則對聲速的測量準確度需為10-5～10-6數(shù)量級，因此必須有完善的測量線路才能實現(xiàn)，這也正是超聲波流量計只有在集成電路技術迅速發(fā)展的前題下才能得到實際應用的原因。

超聲波流量計由超聲波換能器、電子線路及流量顯示和累積系統(tǒng)三部分組成。超聲波發(fā)射換能器將電能轉換為超聲波能量，并將其發(fā)射到被測流體中，接收器接收到的超聲波信號，經(jīng)電子線路放大并轉換為代表流量的電信號供給顯示和積算儀表進行顯示和積算。這樣就實現(xiàn)了流量的檢測和顯示。

超聲波流量計換能器的壓電元件常做成圓形薄片，沿厚度振動。薄片直徑超過厚度的10倍，以保證振動的方向性。壓電元件材料多采用鋯鈦酸鉛。為固定壓電元件，使超聲波以合適的角度射入到流體中，需把元件放入聲楔中，構成換能器整體(又稱探頭)。聲楔的材料不僅要求強度高、耐老化，而且要求超聲波經(jīng)聲楔后能量損失小即透射系數(shù)接近1。常用的聲楔材料是有機玻璃，因為它透明，可以觀察到聲楔中壓電元件的組裝情況。另外，某些橡膠、塑料及膠木也可作聲楔材料。

當超聲波束在液體中傳播時，液體的流動將使傳播時間產(chǎn)生微小變化，并且其傳播時間的變化正比于液體的流速，其關系符合下列表達式

其中

θ為聲束與液體流動方向的夾角

M 為聲束在液體的直線傳播次數(shù)

D 為管道內徑

Tup 為聲束在正方向上的傳播時間

Tdown為聲束在逆方向上的傳播時間

ΔT=Tup –Tdown

設靜止流體中的聲速為c，流體流動的速度為u，傳播距離為L，當聲波與流體流動方向一致時（即順流方向），其傳播速度為c u；反之，傳播速度為c-u.在相距為L的兩處分別放置兩組超聲波發(fā)生器和接收器（T1,R1）和（T2,R2）。當T1順方向，T2逆方向發(fā)射超聲波時，超聲波分別到達接收器R1和R2所需要的時間為t1和t2,則

t1=L/(c u)； t2=L/(c-u)

由于在工業(yè)管道中，流體的流速比聲速小的多，即c>>u,因此兩者的時間差為 ▽t=t2-t1=2Lu/cc 由此可知，當聲波在流體中的傳播速度c已知時，只要測出時間差▽t即可求出流速u，進而可求出流量Q。利用這個原理進行流量測量的方法稱為時差法。此外還可用相差法、頻差法等。

超聲波流量計相差法

如果超聲波發(fā)射器發(fā)射連續(xù)超聲脈沖或周期較長的脈沖列，則在順流和逆流發(fā)射時所接收到的信號之間便要產(chǎn)生相位差▽O,即▽O=w▽t=2wLu/cc

式中，w為超聲波角頻率。當測得▽O時即可求出u,進而求得流量Q。此法用測量相位差▽O代替了測量微小的時差▽t，有利于提高測量精度。但存在者聲速c對測量結果的影響。

超聲波流量計頻差法

為了消除聲速c的影響，常采用頻差法。由前可知，上、下游接收器接受到的超聲波的頻率之差為▽f可用下式表示 ▽f=[（c u）/L]-[(c-u)/L]=2u/L

由此可知，只要測得▽f就可求得流量Q，并且此法與聲速無關。超聲波技術及其應用一、沒測量水位概況

水電站多采用浮子式液位計或投入式液位計來進行水位測量。其缺點為：測量精度低，不可靠，經(jīng)常出現(xiàn)浮子卡死不動和傳感器堵塞導致測不準；維護工作量大，安裝、調試不便，采集到的僅是模擬告警信號，不能直接進入電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)。對無人值班電廠不實用。

通過對攔污柵水位測量系統(tǒng)進行了反復對比，優(yōu)化得出最后的方案設計，采用超聲波液位計對柵前、柵后水位進行實時準確監(jiān)測，超聲波液位計用PLC對采集量進行處理。并且把實時水位和壓差數(shù)據(jù)送到中控室，超聲波液位計顯示和越限報警。超聲波液位計同時采用RS422/RS232接口，又把實時數(shù)據(jù)送到大壩集中控制室工控機，處理成計算機通信報文，最終將采集量送到電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)上位機。

該項目實施后不僅滿足欄污柵柵前、柵后水位及壓差的多點實時監(jiān)測，及報警功能，而且結束了攔污柵測量系統(tǒng)獨立工作，無法與電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)通訊的局面。實現(xiàn)與閘門系統(tǒng)的監(jiān)視功能、控制功能以及故障時ON-CALL尋呼系統(tǒng)功能的集成。滿足了無人值班電站的需要。該技術在云南省電力系統(tǒng)還是第一家。

1. 超聲波液位計測量水位的原理以及安裝要求

超聲波液位計工作時，高頻脈沖聲波由換能器（探頭）發(fā)出，遇被測物體（水面）表面被反射，折回的反射回波被同一換能器（探頭）接收，轉換成電信號。脈沖發(fā)送和接收之間的時間（聲波的運動時間）與換能器到物體表面的距離成正比，聲波傳輸?shù)木嚯xS和聲速C和傳輸時間T之間的關系可以用公式表示：S=　CⅩT/2

例如：聲速C=344m/s，傳輸時間為50ms，即可算出傳輸?shù)木嚯x為17.2m，測定距離為8.6m。

三．可編程超聲波式攔污柵水位測量系統(tǒng)在田壩電站應用產(chǎn)生的效果

用超聲波液位計測量大壩水位在當今國內尚不普遍，技術上尚無經(jīng)驗可以借鑒。在這樣的情況下，我們充分利用PLC與超聲波液位計這一領域的先進技術，按照總體規(guī)劃，長遠考慮，一次到位，避免重復改造，重復投資的這一原則，對該項目進行自行設計，全面順利地完成了這一課題。在該領域取得了較有價值的經(jīng)驗。為目前我國國內水電站實現(xiàn)對大壩水位監(jiān)測系統(tǒng)提供了一個可以借鑒的范例。

時差式超聲波流量計是當今世界上具競爭力的流量測量手段，其測量線精度高于1.0%。由于工業(yè)現(xiàn)場特別是管路周圍環(huán)境的多樣性，因此，怎樣根據(jù)特定的環(huán)境安裝調試超聲波流量計，就成了超聲波流量測量領域的一個重要課題，本規(guī)程詳解了超聲波流量計的安裝細節(jié)；從而進一步完整體現(xiàn)了超聲波流量計的精度、可靠性和穩(wěn)定性的優(yōu)勢，大大降低日后的維護工作甚至免維護。

超聲波流量計安裝細解

超聲波流量計在安裝之前應了解現(xiàn)場情況，包括：

1．安裝傳感器處距主機距離為多少；

2．管道材質、管壁厚度及管徑；

3．管道年限；

4．流體類型、是否含有雜質、氣泡以及是否滿管；

5．流體溫度；

6．安裝現(xiàn)場是否有干擾源（如變頻、強磁場等）；

7．主機安放處四季溫度；

8．使用的電源電壓是否穩(wěn)定；

9．是否需要遠傳信號及種類；

根據(jù)以上提供的現(xiàn)場情況，廠家可針對現(xiàn)場情況進行配置，必要情況下也可特制機型。

超聲波流量計安裝位置

選擇安裝管段對測試精度影響很大，所選管段應避開干擾和渦流這兩種對測量精度影響較大的情況，一般選擇管段應滿足下列條件：

1、避免在水泵、大功率電臺、變頻，即有強磁場和震動干擾處安裝機器；

2、選擇管材應均勻致密，易于超聲波傳輸?shù)墓芏危?

3、要有足夠長的直管段，安裝點上游直管段必須要大于10D（注：D=直徑），下游要大于5D；

4、安裝點上游距水泵應有30D距離；

5、流體應充滿管道；

6、管道周圍要有足夠的空間便于現(xiàn)場人員操作，地下管道需做測試井，測試井如下：

超聲波流量計安裝方式

超聲波流量計一般有兩種探頭安裝方式，即Z法和V法。

1.V法安裝

一般情況下，外夾式超聲波流量計采用V法是比較標準的安裝方法，使用方便，測量準確，安裝時兩傳感器水平對齊，其中心線與管道軸線水平即可，可測管徑范圍為DN15mm-DN400mm。

2.Z法安裝

當管道很粗或由于液體中存在懸浮物、管內壁結垢太厚或襯里太厚等原因，造成V法安裝信號弱，機器不能正常工作時，就需要選用Z法安裝。Z法的特點是超聲波在管道中直接傳輸，沒有反射（稱為單聲程），信號衰耗小。Z法安裝可測管徑范圍為100mm至6000mm。現(xiàn)場實際安裝時，建議200mm以上的管道都要選用Z法安裝。

超聲波流量計探頭位置

1、將管道參數(shù)輸入儀表，選擇探頭安裝方式，得出安裝距離；

2、在水平管道上，一般應選擇管道的中部，避開頂部和底部（頂部可能含有氣泡、底部可能有沉淀）；

3、V法安裝：先確定一個點，按安裝距離在水平位置量出另一個點。

Z法安裝：先確定一個點，按安裝距離在水平位置量出另一個點，然后測出此點在管道另一側的對稱點。

超聲波流量計管道處理

確定探頭位置之后，在兩安裝點±100mm范圍內，使用角磨砂輪機、銼、砂紙等工具將管道打磨至光亮平滑無蝕坑。

要求：光澤均勻，無起伏不平，手感光滑圓潤。需要特別注意，打磨點要求與原管道有同樣的弧度，切忌將安裝點打磨成平面，用酒精或汽油等將此范圍擦凈，以利于探頭粘接。

超聲波流量計接線

探頭與儀表接線

探頭（傳感器）

探頭根據(jù)實際測量管道可分三種：

S型傳感器(15~100mm)

M型傳感器(50~700mm)

L型傳感器(300~6000mm)

超聲波流量計微調探頭

接完線后把探頭內部用硅膠注滿，放置半小時，然后用硅膠和卡具把探頭固定到打磨好的管道上（注意探頭方向，引線端向外），然后觀察儀表的信號強度、良度與傳輸時間比，如發(fā)現(xiàn)不好，則細微調整探頭位置，直到儀表的信號達到規(guī)定的范圍之內：

（信號強度：一般應大于6.5，少數(shù)可根據(jù)現(xiàn)場具體情況另定。）

（信號良度：低峰值一般為7～14，高峰值一般為25～80。）

（傳輸時間比：在100±4范圍之內，此值必須穩(wěn)定。）

關于使用超聲波流量計的幾點體會

1. 流量計有對角和反射兩種模式，當反射模式測不出時用對角模式可能能測出，以至于后來我們一直用反射模式。

2. 流量計對管道要求比較高，保溫層一定要刮掉一部分，否則無法測量。我們測空調水系統(tǒng)時用刀把保溫層割下一塊以防止傳感器，測完后再把割下的保溫層粘上。管道表面盡量光亮，太粗燥的話還得用砂紙打磨。

3. 當管道內流體為非滿管流時很難測出，所以測量位置應盡量選直管段，遠離彎頭、閥門等地方。

4. 流量計讀數(shù)的真實性是依賴于信號強度的，信號太低時結果基本不可信，一般要60%以上甚至更到。

5. 由于讀數(shù)可能會變化很大，我們采取的做法是讓流量計連續(xù)讀數(shù)，比如連續(xù)記錄一分鐘的讀數(shù)，然后取平均值。

6. 測量熱水管路比冷水管路難。因為熱水管壁面溫度高，耦合劑在高溫時容易化。除了產(chǎn)品自帶耦合劑外，我們都嘗試過牙膏。

總結超聲波流量計在測量準確度和精度還有待提高

便攜式超聲波流量計的技術參數(shù)如下：測量原理:時差相關原理流速: 0.01~25 m/s分辨率: 0.025 cm/s重復性: 0.15%讀數(shù)，視應用而定精度:(流場充分發(fā)展且 徑向對稱)體積流量: ± 1%讀數(shù)，視應用而定 ± 0.5%讀數(shù)，經(jīng)過標定流速: ± 0.5%讀數(shù)，視應用而定可測介質: 所有導聲流體, 且氣泡或固體顆粒的體積含量<10%

便攜式超聲波流量計主機外殼重量: ~ 3.9kg防護等級: IP54 (根據(jù)EN60529)材質:鋁合金，粉末涂層尺寸: (270 x 100 x 180)mm (WxHx D)(不含把手)通道: 2危險區(qū): Zone 2電源: 充電電池(6V/4Ah); 外接電源(100 ~ 240)VAC電池工作時間: >10h顯示: 2 x 16 字符, 點陣, 帶背光工作溫度: -10 ~ 60℃功耗: < 15W信號平均: (0 ~ 100)s, 可調測量速率: (100 ~ 1000)Hz (1通道)響應時間: 1s (1通道), 70ms可選.

超聲波流量計固定探頭

儀表信號調整好以后，用所配卡具將探頭固定好，注意不要使鋼絲繩傾斜，以免拉動探頭，使探頭移位，再用硅膠將探頭與管道接觸的四周封住。此膠凝固大約需一天時間，在未干之前必須注意探頭防水。（信號線的外屏蔽線必須可靠接地）。

超聲波流量計主要技術指標：

安裝超聲波流量計可按照以下步驟操作：

一：觀察安裝現(xiàn)場管道是否滿足直管段前10D后5D以及離泵30D的距離。(D為管道內直徑)

二：確認管道內流體介質以及是否滿管。

三：確認管道材質以及壁厚(充分考慮到管道內壁結垢厚度)

四：確認管道使用年限，在使用10左右的管道，即使是碳鋼材質，最好也采用插入式安裝。

五：前四步驟完成后可確認使用何種傳感器安裝

六：開始向表體輸入?yún)?shù)以確定安裝距離。

七：非常重要：精確測量出安裝距離。

八：安裝傳感器——調試信號——做防水——歸整好信號電纜——清理現(xiàn)場線頭等廢棄物 ——安裝結束——驗收簽字

超聲波流量計圖紙分解

包括：測量流動通道6，被測量的流體通過其中流動；超聲波換能器8和9，分別設置在沿測量流動通道6彼此相對的上游端和下游端；上游孔眼11和下游孔眼12，用于使超聲波換能器8和9暴露于該測量流動通道6；第一流體抑制器15，至少鄰近下游孔眼12，用于減少被測量的流體流入孔眼12；第二流體抑制器16，被設置在測量流動通道6的上游端并相對于孔眼11和12，用于減少被測量的流體流入孔眼11和12；測量控制部件19，用于測量超聲波換能器8和9之間的超聲波的傳播時間；及計算部件20，用于根據(jù)該測量控制部件19的信號計算流量。為下游孔眼12設置的第一流體抑制器15包括具有至少一個超聲波傳輸孔22的孔眼密封部件21。因此，有可能穩(wěn)定超聲波換能器之間的流體，以便增強超聲波的接收水平，從而提高測量精度和對流量測量的上限值，并減少對于超聲波換能器的驅動輸入。

超聲波在流動的流體中傳播時就載上流體流速的信息。因此通過接收到的超聲波就可以檢測出流體的流速，從而換算成流量。根據(jù)檢測的方式，可分為傳播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪聲法及相關法等不同類型的超聲波流量計。超聲波流量計是近十幾年來隨著集成電路技術迅速發(fā)展才開始應用的一種

非接觸式儀表，適于測量不易接觸和觀察的流體以及大管徑流量。它與水位計聯(lián)動可進行敞開水流的流量測量。使用超聲波流量比不用在流體中安裝測量元件故不會改變流體的流動狀態(tài)，不產(chǎn)生附加阻力，儀表的安裝及檢修均可不影響生產(chǎn)管線運行因而是一種理想的節(jié)能型流量計。

眾所周知，工業(yè)流量測量普遍存在著大管徑、大流量測量困難的問題，這是因為一般流量計隨著測量管徑的增大會帶來制造和運輸上的困難，造價提高、能損加大、安裝不僅這個缺點，超聲波流量計均可避免。因為各類超聲波流量計均可管外安裝、非接觸測流，儀表造價基本上與被測管道口徑大小無關，而其它類型的流量計隨著口徑增加，造價大幅度增加，故口徑越大超聲波流量計比相同功能其它類型流量計的功能價格比越優(yōu)越。被認為是較好的大管徑流量測量儀表，多普勒法超聲波流量計可測雙相介質的流量，故可用于下水道及排污水等臟污流的測量。在發(fā)電廠中，用便攜式超聲波流量計測量水輪機進水量、汽輪機循環(huán)水量等大管徑流量，比過去的皮脫管流速計方便得多。超聲被流量汁也可用于氣體測量。管徑的適用范圍從2cm到5m，從幾米寬的明渠、暗渠到500m寬的河流都可適用。

另外，超聲測量儀表的流量測量準確度幾乎不受被測流體溫度、壓力、粘度、密度等參數(shù)的影響，又可制成非接觸及便攜式測量儀表，故可解決其它類型儀表所難以測量的強腐蝕性、非導電性、放射性及易燃易爆介質的流量測量問題。另外，鑒于非接觸測量特點，再配以合理的電子線路，一臺儀表可適應多種管徑測量和多種流量范圍測量。超聲波流量計的適應能力也是其它儀表不可比擬的。超聲波流量計具有上述一些優(yōu)點因此它越來越受到重視并且向產(chǎn)品系列化、通用化發(fā)展，現(xiàn)已制成不同聲道的標準型、高溫型、防爆型、濕式型儀表以適應不同介質，不同場合和不同管道條件的流量測量。

1、超聲波流量計探頭使用一段時間，會出現(xiàn)不定期的報警。尤其是輸送介質雜質較多時，這種問題會較常見。解決辦法：定期清理探頭(建議一年清理一次)。

2、超聲波流量計輸送介質含有水等液體雜質時，流量計引壓管容易產(chǎn)生積液，氣溫較低時會出現(xiàn)引壓管凍堵現(xiàn)象，尤其在北方地區(qū)冬季較常見。解決辦法：對引壓管進行吹掃或加電伴熱

3、超聲波流量計對管道的要求非常嚴格 不能有異響 否則會影響測量誤差很大

超聲波在傳播過程中，由于受介質和介質中雜質的阻礙或吸收，其強度會產(chǎn)生衰減。不論是超聲波流量計還是超聲波物位計，對所接受的聲波強度都有一定要求，所以都要對各種衰減進行抑制。

4、瞬時流量波動大"para" label-module="para">

信號強度大,本身測量流體波動大.

解決方法:調整好探頭位置,提高信號強度,保證信號強度穩(wěn)定,如本身流體波動大,則位置不好,重新選點,確保前10D后5D的工況要求.

5、外夾式超聲波流量計信號低"para" label-module="para">

這個取決于儀表本身的技術含量,經(jīng)過現(xiàn)場大量的測試實例證明,像管道時間長,結垢嚴重,管徑大的問題,艾拓利爾AFTU-2W系列較其他外夾式超聲波流量計,出信號非?？?而且信號很穩(wěn)定。.

解決方法:對于管徑大、結垢嚴重、建議選用品質好的外夾式超聲波流量計，探頭安裝處管道要打磨干凈,用耦合劑或耦合片排除探頭與工件表面之間的空氣，使超聲波能有效地傳入管道內，保證探測面上有足夠的聲強透射率.

6、測量介質中偶爾有氣泡產(chǎn)生,用時差法的超聲波流量計是否有影響？

今艾拓利爾AFTU-2W系列外夾式超聲波流量計有雙模式,當有氣泡時,可以自動轉入多普勒模式去測量,當氣泡消失時,會自動轉入時差法測量.

7、儀表在現(xiàn)場強干擾下無法使用？

現(xiàn)場有變頻器或高電壓電纜場強電磁干擾

建議：遠離變頻器或高電壓電纜場強電磁干擾

8、2020年市場上外夾式的超聲波流量計管徑最小能測到多少"para" label-module="para">

解答：市場最小外夾式超聲波流量計是迅昇 科技 X3，穩(wěn)定測量最小能測到外徑9.53mm，可以測量FPA/PU軟管，被測流體溫度最高150℃。

9、怎樣選擇一款合適的超聲波流量計？

解答： 管道材質、管壁厚度及管徑；流體類型、是否含有雜質、氣泡以及是否滿管；流體溫度，流量計類型，是便攜的還是固定在線的。

超聲波流量計采用時差式測量原理：一個探頭發(fā)射信號穿過管壁、介質、另一側管壁后，被另一個探頭接收到，同時，第二個探頭同樣發(fā)射信號被第一個探頭接收到，由于受到介質流速的影響，二者存在時間差Δt，根據(jù)推算可以得出流速V和時間差Δt之間的換算關系V=(C2/2L)×Δt，進而可以得到流量值Q

流量測量的發(fā)展可追溯到古代的水利工程和城市供水系統(tǒng)。古羅馬凱撒時代已采用孔板測量居民的飲用水水量。公元前1000年左右古埃及用堰法測量尼羅河的流量。我國著名的都江堰水利工程應用寶瓶口的水位觀測水量大小等等。17世紀托里拆利奠定差壓式流量計的理論基礎，這是流量測量的里程碑。自那以后，18、19世紀流量測量的許多類型儀表的雛形開始形成，如堰、示蹤法、皮托管、文丘里管、容積、渦輪及靶式流量計等。20世紀由于過程工業(yè)、能量計量、城市公用事業(yè)對流量測量的需求急劇增長，才促使儀表迅速發(fā)展，微電子技術和計算機技術的飛躍發(fā)展極大地推動儀表更新?lián)Q代，新型流量計如雨后春筍般涌現(xiàn)出來。到2020年，據(jù)稱已有上百種流量計投向市場，現(xiàn)場使用中許多棘手的難題可望獲得解決。 我國開展近代流量測量技術的工作比較晚，早期所需的流量儀表均從國外進口。 流量測量是研究物質量變的科學，質量互變規(guī)律是事物聯(lián)系發(fā)展的基本規(guī)律，因此其測量對象已不限于傳統(tǒng)意義上的管道液體，凡需掌握量變的地方都有流量測量的問題。流量和壓力、溫度并列為三大檢測參數(shù)。對于一定的流體，只要知道這三個參數(shù)就可計算其具有的能量，在能量轉換的測量中必須檢測此三個參數(shù)。能量轉換是一切生產(chǎn)過程和科學實驗的基礎，因此流量和壓力、溫度儀表一樣得到最廣泛的應用。

便攜式超聲波流量計測量功能

技術優(yōu)勢（與其他原理相比）

不受電率、壓力、溫度以及粘度的影響，

與介質不接觸，尤其適用于腐蝕性介質的測量

安裝簡單，費用低

可在現(xiàn)有管道上安裝，無需切斷工藝管道

無撓流件，無需縮徑

無泄漏

成本低