江蘇金湖創(chuàng)偉自動化儀表科技有限公司是專業(yè)生產(chǎn)便攜式超聲波流量計,手持式超聲波流量計,插入式超聲波流量計,管段式超聲波流量計,電池供電超聲波流量計,固定分體式超聲波流量計,固定一體式超聲波流量計,超聲波明渠式流量計的廠家。

 超聲波流量計（簡稱USF）是通過檢測流體流動時對超聲束（或超聲脈沖）的作用，以測量體積流量的儀表。超聲流量計是利用流體對超聲波的影響（可以影響超聲波的傳播速度、頻率，或位移等）來測量流量的。根據(jù)流體對超聲波的影響作用，超聲流量計可以分為傳播速度差法、多普勒法和射束位移法等幾類，其中傳播速度差法又可分成時差法、相差法和頻差法等幾種測量方法，是超聲流量計中應用zui廣的一類流量計。

20世紀70年代隨著電子技術的發(fā)展，性能日益完善的各種型號USF投入市場。有人預言由于USF測量原理是長度與時間兩個基本量的結合，其導出量溯源性較好，有可能據(jù)此建立流量基準。

在結構上，超聲流量計有夾裝式和短管式兩類，其中短管式超聲流量計在近幾年發(fā)展很快，應用范圍已經(jīng)擴展到測量氣體，測量精度也越來越高。和電磁流量計一樣，是一類沒有壓力損失的流量儀表，尤其在大口徑流量測量方面有突出的優(yōu)點。

超聲流量計（USF）的測量方法

超聲流量計的基本測量方法可分為傳送時間差法、聲波束偏轉法和多普勒頻移法三種。前兩種方法屬于同一原理，即聲波在運動的流體中傳送的合成速度是流體流速和流體中聲速的向量和。其中以時間傳送方法為zui常用。聲速偏轉法無須在管壁上切槽，并且適于測量高速流體。多普勒頻移方法只用一個變換器測量遠距離點的流速，可用于體外測量人體深處的血液流量，也適于測量工業(yè)上的某些容易產(chǎn)生散射的流體。超聲流量計已成功地應用于測量血液流量和河水流量。在工業(yè)上，適用于測量各種流體和中、低壓氣體的體積流量而不受流體電導率、粘度、密度、腐蝕性和成分的影響。它不妨礙管道中流體的流動，也不受管徑大小的限制。

傳送時間差法 　它采用兩個聲波發(fā)送器 （SA和SB）和兩個聲波接收器（RA和RB）。同一聲源的兩組聲波在SA與RA之間和SB與RB之間分別傳送。它們沿著管道安裝的位置與管道成θ角（一般θ=45°）（圖1）。由于向下游傳送的聲波被流體加速，而向上游傳送的聲波被延遲，它們之間的時間差與流速成正比。也可以發(fā)送正弦信號測量兩組聲波之間的相移或發(fā)送頻率信號測量頻率差來實現(xiàn)流速的測量。

聲波束偏轉法 　它的發(fā)送器沿垂直于管道的軸線發(fā)送一束聲波，由于流體流動的作用，聲波束向下游偏移一段距離。偏移距離與流速成正比。

多普勒頻移法 　當超聲波在不均勻流體中傳送時，聲波會產(chǎn)生散射。流體與發(fā)送器間有相對運動時，發(fā)送的聲波信號和被流體散射后接收到的信號之間會產(chǎn)生多普勒頻移。多普勒頻移與流體流速成正比。圖2中被測流體的區(qū)域位于發(fā)射波束與接收到的散射波束的交叉之處。要求波束很窄，使兩波束的夾角θ不致受到波束寬度影響。也可只采用一個變換器既作為發(fā)送器又作為接收器，這種方式稱為單通道式。在單通道多普勒血液流量計中，發(fā)送器間隔地發(fā)送聲脈沖信號，在兩個聲脈沖間隔的時間中，接收從血管壁和血管內(nèi)紅血球反射回來的聲脈沖信號。采用控制線路選擇給定距離處的紅血球反射信號,通過比較后得到多普勒頻移,它與血液流速成正比。在已知血管橫截面時可得到血液流量。

超聲流量計（USF）優(yōu)點

USF可作非接觸測量。夾裝式換能器USF可無需停流截管安裝，只要在既設管道外部安裝換能器即可。這是USF在工業(yè)用流量儀表中具有的*優(yōu)點，因此可作移動性（即非定點固定安裝）測量，適用于管網(wǎng)流動狀況評估測定

USF為無流動阻撓測量，無額外壓力損失。

流量計的儀表系數(shù)是可從實際測量管道及聲道等幾何尺寸計算求得的，既可采用干法標定，除帶測量管段式外一般不需作實流校驗。

USF適用于大型圓形管道和矩形管道，且原理上不受管徑限制，其造價基本上與管徑無關。對于大型管道不僅帶來方便，可認為在無法實現(xiàn)實流校驗的情況下是優(yōu)先考慮的選擇方案。

多普勒USF可測量固相含量較多或含有氣泡的液體。

USF可測量非導電性液體，在無阻撓流量測量方面是對電磁流量計的一種補充。

因易于實行與測試方法（如流速計的速度-面積法，示蹤法等）相結合，可解決一些特殊測量問題，如速度分布嚴重畸變測量，非圓截面管道測量等。

某些傳播時間法USF附有測量聲波傳播時間的功能，即可測量液體聲速以判斷所測液體類別。例如，油船泵送油品上岸，可核查所測量的是油品還是倉底水。

超聲流量計（USF）的缺點和局限性

傳播時間法USF只能用于清潔液體和氣體，不能測量懸浮顆粒和氣泡超過某一范圍的液體；反之多普勒法USF只能用于測量含有一定異相的液體。

外夾裝換能器的USF不能用于襯里或結垢太厚的管道，以及不能用于襯里（或銹層）與內(nèi)管壁剝離（若夾層夾有氣體會嚴重衰減超聲信號）或銹蝕嚴重（改變超聲傳播路徑）的管道。

多普勒法USF多數(shù)情況下測量精度不高。

國內(nèi)生產(chǎn)現(xiàn)有品種不能用于管徑小于DN25mm的管道。

超聲流量計（USF）的組成

USF主要由安裝在測量管道上的*（或由換能器和測量管組成的超聲流量傳感器）和轉換器組成。轉換器在結構上分為固定盤裝式和便攜式兩大類。換能器和轉換器之間由信號傳輸電纜連接，在固定測量的場合需在適當?shù)牡胤窖b接線盒。夾裝式換能器通常還需配用安裝夾具和。

超聲流量計（USF）的分類

可以從不同角度對超聲流量測量方法和換能器（或傳感器）進行分類。

（1） 按測量原理分類

封閉管道用USF按測量原理有5種，如2節(jié)所述，現(xiàn)在用得zui多的是傳播時間法和多普勒法兩大類。

（2） 按被測介質(zhì)分類

有氣體用和液體用兩類。傳播時間法USF兩種介質(zhì)各自，因換能器工作頻率各異，通常氣體在100~300kHz之間，液體在1~5MHz之間。氣體儀表不能用夾裝式換能器，因固體和氣體邊界間超聲波傳播效率較低。

（3） 傳播時間法按聲道數(shù)分類

按聲道數(shù)分類常用的有單聲道、雙聲道、四聲道和八聲道四種。近年有出現(xiàn)三聲道、五聲道和六聲道。四聲道及以上的多聲道配置對提高測量精度起很大作用。各聲道按換能器分布位置又可分為以下幾種。

1） 單聲道 有Z法（透過法）和V法（反射法）兩種。

2） 雙聲道 有X法（2Z法、交差法）、2V法和平行法三種。

3） 四聲道 有4Z法和平行法兩種。

4） 八聲道 有平行法和兩平行四聲道交差法二種。

（4） 按換能器安裝方式分類有、

1） 可移動安裝

2） 固定安裝

測量原理的選擇

選擇液體用USF首先考慮測量原理是傳播時間法還是多普勒法？其主要判斷要素是：液體潔凈程度或雜質(zhì)含量，測量精度要求。基本適用條件如表1所示。

此外，對于外夾裝式儀表還要考慮管壁材料和厚度、銹蝕狀況、襯里材料和厚度；對于現(xiàn)場安裝換能器式儀表要考慮換能器類型；對于大管徑傳播時間法儀表要考慮聲道數(shù)，等等。

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