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*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點，它是發展迅速的一類流量計之一。

工作原理

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根據對信號檢測的原理，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。

1、時差法 測量順逆傳播時傳播速度不同引起的時差計算被測流體速度。

它采用兩個聲波發送器(SA和SB)和兩個聲波接收器

超聲流量計

（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。也可以發送正弦信號測量兩組聲波之間的相移或發送頻率信號測量頻率差來實現流速的測量。

2、相位差法 測量順逆傳播時傳播時由于時差引起的相位差計算速度。

它的發送器沿垂直于管道的軸線發送一束聲波，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。

3、頻差法 測量順逆傳播時傳播時的聲環頻率差。

當超聲波在不均勻流體中傳送時，聲波會產生散射。流

超聲流量計

體與發送器間有相對運動時，發送的聲波信號和被流體散射后接收到的信號之間會產生多普勒頻移。多普勒頻移與流體流速成正比。圖2中被測流體的區域位于發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，發送器間隔地發送聲脈沖信號，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。[1]

分類

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超聲流量計可按下述原則來分類。

（1）測量原理

時差法超聲流量計；

頻差法超聲流量計；

相差法超聲流量計；

多普勒超聲流量計；

液位測量和平均流速測量相結合的非滿管和渠道超聲流量計。

（2）使用方式

便攜式超聲流量計，特點：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。

固定式（標準管段式）超聲流量計。

（3）換能器的安裝方法

標準管段式超聲流量計，特點：需切開管路安裝，但以后的維護可不停產。可選擇單聲道或三聲道傳感器。

外夾式超聲流量計，特點：能夠完成固定和移動測量。采用耦合劑（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。

現場開孔插入式超聲流量計。

（4）換能器與流體是否接觸

接觸式（插入式）超聲流量計，特點：可不停產安裝和維護。

非接觸式（外夾式）超聲流量計。

（5）被測流體的性質

液體超聲流量計；

氣體超聲流量計。

（6）換能器聲道的數目

單聲道超聲流量計；

兩聲道超聲流量計；

多聲道超聲流量計(3 聲道以上，含3聲道) 。

應用

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各種超聲流量計已廣泛用于工業生產、商業計量和水利檢測等方面，如：

在市政行業的原水、自來水、中水、污水的計量中，超聲流量計具有大量程比、無壓損的特點，在保證測量準確度的同時提高了管網的輸水效率；

在水利水電行業的輸水管道、渠道、泵站、電站的流量計量中，超聲流量計具有大口徑、現場安裝、在線標定的特點，使準確測量成為可能。同時通過對水泵、水輪機單泵、單機的計量來實現設備優化、經濟運行的目的；

在工業冷卻循環水的計量中，超聲流量計實現了在線不斷流帶壓安裝和在線標定；

在商業計量方面多聲道超聲流量計已達到優于0.2%的準確度（示值誤差）。

(1)傳播時間法應用于清潔、單相液體和氣體。典型應用有工廠排放液、:怪液、液化天然氣等;

(2)氣體應用方面在高壓天然氣領域已有使用良好的經驗;

(3)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。

安裝維護

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傳播速度差法超聲流量計測量精度已優于11.0%，有的多聲道超聲流量計的精度已高達士0.5%R。但由于早期的超聲流量計自身一般不帶標準管道而工業上所用管路又十分復雜，使得超聲流量計的測量精度大打折扣；另外，由于工業現場特別是管路周圍環境的多樣性和復雜性，大大降低了超聲流量計的可靠性和穩定性。因此，如何根據特定的環境安裝調試超聲流量計，就成了超聲流量測量領域的一個重要課題。符合規范的正確安裝，可以更好地體現超聲流量計的精度、可靠性和穩定性方面的優勢，大大降低儀表的日常維護工作。

以前盛行的外夾裝式超聲流量計使用方便靈活，然而現場應用的實際側量精度，常因工作琉忽，換能器安裝距離及流通面積等測量的誤差而造成梢度下降。不正確的安裝甚至會使得儀表*不能工作；因此，安裝換能器對于測量是非常重要環節:國外競相開發出經實流核準的高精度帶測量管段的中小口徑超聲流量計，且用雙聲道或多聲道以改善單聲道側量平均流速的不確定影響量，降低了迎流流速分布影響的敏感度，減少了前后置直管段長度的影響，消除了現場安裝換能器位置的影響，使測量精度大大提高。

一般，超聲流量計的安裝應從以下幾個方面來考慮:

1)詳細了解現場情況;

2)確定安裝方式;

3)選擇安裝管段;

4)計算安裝距離，確定探頭位置;

5)管道表面處理;

6)探頭安裝及接線;

7)用示波器觀察接收波形，微調并固定探頭。