超聲波流量計(jì)工作原理及分類和選型應(yīng)用

一、超聲波流量計(jì)的工作原理及分類超聲波流量計(jì)是一種利用超聲波脈沖來測量流體流量的速度式流量儀表，如果在現(xiàn)場配以溫度、壓力儀表，經(jīng)過密度補(bǔ)償，還可以求得質(zhì)量流量。當(dāng)超聲波在流動(dòng)的介質(zhì)中傳播的時(shí)候，相對(duì)于固定的坐標(biāo)系統(tǒng)而言（如管道中的管壁），其聲波的某些聲學(xué)特性與靜止介質(zhì)中的聲特性是不同的，在其基礎(chǔ)上又疊加上了流體的流速信息，因而根據(jù)超聲波某些聲學(xué)特性隨流速的變化就可以求出介質(zhì)的流速。

超聲波流量計(jì)根據(jù)測量原理的不同，種類較多，大致可以分為以下幾類：1.傳播速度法（時(shí)差法、相位差法和頻差法）2.多普勒法3.相關(guān)法4.波束偏移法等。但是目前最常采用的測量方法主要有兩類：時(shí)差法和多普勒效應(yīng)法。
同時(shí)，根據(jù)超聲波流量計(jì)使用場合不同，可以分為固定式超聲波流量計(jì)和便攜式超聲波流量計(jì)。


二、超聲波流量計(jì)的選型應(yīng)用
根據(jù)原理不同：
1、多譜勒式超聲波流量計(jì)的選型
多普勒法超聲波流量計(jì)依靠水中雜質(zhì)的反射來測量水的流速，因此適用于雜質(zhì)含量較多的臟水和漿體，如城市污水、污泥、工廠排放液、雜質(zhì)含量穩(wěn)定的工廠過程液等，而且可以測量連續(xù)混入氣泡的液體。但是根據(jù)測量原理，被測介質(zhì)中必須含有一定數(shù)量的散射體（顆粒或氣泡），否則儀表就不能正常工作。

2、時(shí)差式超聲波流量計(jì)的選型
目前生產(chǎn)最多、應(yīng)用范圍最廣泛的是時(shí)差式超聲波流量計(jì)。它主要用來測量潔凈的流體流量，在自來水公司和工業(yè)用水及江河水、回用水領(lǐng)域，得到廣泛應(yīng)用。時(shí)差式超聲波流量計(jì)此外可以測量雜技含量不高(雜質(zhì)含量小于10g/L，粒徑小于1mm)的均勻流體，如污水等介質(zhì)的流量，但不能測量含有影響超聲波傳播的連續(xù)混入氣泡或體積較大固體物的液體。在這種情況下應(yīng)用，應(yīng)在換能器的上游進(jìn)行消氣、沉淀或過濾。在懸浮顆粒含量過多或因管道條件致使超聲信號(hào)嚴(yán)重衰減而不能測量時(shí)，有時(shí)可以試降低換能器頻率，予以解決。而且精度可達(dá)±1%。實(shí)際應(yīng)用表明，選用時(shí)差式超聲波流量計(jì)，對(duì)相應(yīng)流體的測量都可以達(dá)到滿意的效果。

條件	傳播時(shí)間差法		多普勒法
適用液體	水類(江河水，海水農(nóng)業(yè)用水等),油類（純凈燃油，潤滑油，食用油等），化學(xué)試劑，藥液等		含雜質(zhì)多的水(下水，污水，農(nóng)業(yè)用水等)，漿類(泥漿，礦漿，紙漿化工料漿等)，油類(非凈燃油，重油，原油等)
適用懸浮顆粒含量	體積含量<1%(包括氣泡)時(shí)不影響測量準(zhǔn)確度		濁度>50－100mg/L
儀表基本誤差	帶測量管段式	±(0.5-1)%R	±(3-10)%FS 固體粒子含量基本不變時(shí)±(0.5-3)%
	濕式大口徑多聲道
	濕式小口徑單聲道	±1.5%R-±3%R
	夾裝式(范圍度20：1)
重復(fù)性誤差	0.1%-0.3%		1%
信號(hào)傳輸電纜長度	100-300m,在能保證信號(hào)質(zhì)量的前提下,可以小于100m		<30m
價(jià)格	較高		一般較低

根據(jù)現(xiàn)場工況安裝方式
1、便攜式超聲波流量計(jì)
便攜式超聲波流量計(jì)具有很大的機(jī)動(dòng)性，適用于臨時(shí)性測量，主要用于校對(duì)管道上已安裝其它流量儀表的運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)行一個(gè)區(qū)域內(nèi)的流體平衡測試 ，檢查管道的當(dāng)時(shí)流量情況等。如果不作固定安裝，而用于這些用途時(shí)，選用便攜式超聲波流量計(jì)既方便又經(jīng)濟(jì)。便攜式超聲波流量計(jì)既可以使用現(xiàn)場的交流電源，也備有內(nèi)置充電電池，可以連續(xù)工作5～10h［小時(shí)］，大大方便了不同場合臨時(shí)性流量測量的需要。便攜式超聲波流量計(jì)只是為了現(xiàn)場查看當(dāng)時(shí)流量和短時(shí)間內(nèi)的累計(jì)流量，故一般無輸出信號(hào)功能，但為了方便測量不同管道流量，它具有豐富的貯存功能，可以同時(shí)存貯數(shù)十條不同管道的參數(shù)，供隨時(shí)調(diào)出使用


2、固定式超聲波流量計(jì)
固定式超聲波流量計(jì)用于安裝在某一固定位置，對(duì)某一特定管道內(nèi)流體的流量進(jìn)行長期不間斷的計(jì)量；固定式超聲波流量計(jì)要求長期連續(xù)運(yùn)行，所以要使用220V交流電源，因定式超聲波流量計(jì)，通常都有4-20mA信號(hào)輸出等功能，供遠(yuǎn)傳顯示使用，但其內(nèi)部只能存貯一條管道的參數(shù)。

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