近幾年來，隨著電子技術(shù)、數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，利用超聲波脈沖測量流體流量的技術(shù)發(fā)展很快，基于不同原理，適用于不同場合的各種型式的超聲波流量計得到了廣泛應(yīng)用，同時也對廣大用戶提出如何認識超聲波流量計、怎樣選擇合適的類型，使用中應(yīng)注意些什么問題等一系列問題，本文綜合國內(nèi)超聲波流量計目前的發(fā)展情況及多年應(yīng)用的實踐，對上述問題進行了些探討。

    一、超聲波流量計的分類

    1、超聲波流量計的各類很多，依照不同的分類方法，可以分為不同類型的超聲波流量計。

    1.1 多譜勒式超聲波流量計

    換能器1發(fā)射頻率為f1的超聲波信號，經(jīng)過管道內(nèi)液體中的懸浮顆粒或氣泡后，頻率發(fā)生偏移，以f2的頻率反射到換能器2，這就是多譜勒將就，f2與f1之差即為多譜勒頻差fd。當管道條件、換能器安裝位置、發(fā)射頻率、聲速確定以后，c、f1、θ即為常數(shù)，流體流速和多譜勒頻移成正比，通過測量頻移就可得到流體流速，進而求得流體流量。

    1.2 時差式超聲波流量計

    時差式超聲波流量計是利用聲波在流體中順流傳播和逆流傳播的時間差與流體流速成正比這一原理來測量流體流量的。

    2、根據(jù)超聲波流量計使用場合不同，可以分為固定式超聲波流量計和便攜式超聲波流量計。

    2.1 這兩類超聲波流量計的主要區(qū)別

    (1)適用的場合不同

    固定式超聲波流量計用于安裝在某一固定位置，對某一特定管道內(nèi)流體的流量進行長期不間斷的計量；便攜式超聲波流量計具有很大的機動性，主要用于對不同管道的流體流量作臨時性測量。

    (2)供電方式不同

    固定式超聲波流量計要求長期連續(xù)運行，所以要使用220V交流電源，便攜式超聲波流量計既可以使用現(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］，大大方便了不同場合臨時性流量測量的需要。

    (3)部分功能不同

    因定式超聲波流量計，通常都有4-20mA信號輸出等功能，供遠傳顯示使用，但其內(nèi)部只能存貯一條管道的參數(shù)；便攜式超聲波流量計只是為了現(xiàn)場查看當時流量和短時間內(nèi)的累計流量，故一般無輸出信號功能，但為了方便測量不同管道流量，它具有豐富的貯存功能，可以同時存貯數(shù)十條不同管道的參數(shù)，供隨時調(diào)出使用。

    2.2 換能器供電方式不同

    可以分為外貼式、插入式、管段式三種超聲波流量計。

    (1)外貼式

    外貼式超聲波流量計是生產(chǎn)，用戶最熟悉且應(yīng)用泛的超聲波流量計，安裝換能器無需管道斷流，即貼即用，它充分體現(xiàn)了超聲波流量計安裝簡單、使用方便的特點。

   (2)管段式

    某些管道因材質(zhì)疏、導聲不良，或者銹蝕嚴重，襯里和管道內(nèi)空間有間隙等原因，導致超聲波信號衰減嚴重，用外貼式超聲波流量計無法正常測量，所以產(chǎn)生了管段式超聲波流量計。

    管段式超聲波流量計把換能器和測量管組成一體，解決了外貼式流量計在測量中的一個難題。而且測量精度也比其它超聲波流量計要高，但同時也犧牲了外貼式超聲波流量計不斷流安裝這一優(yōu)點，要求切開管道安裝換能器。

    (3)插入式

    插入式超聲波流量計 介于上述二者中間。在安裝上可以不斷流，利用專門工具在有水的管道上打孔，把換能器插入管道內(nèi)，完成安裝。由于換能器在管道內(nèi)，其信號的發(fā)射、接受只經(jīng)過被測介質(zhì)，而不經(jīng)過管壁和襯里，所以其測量不受管質(zhì)和管襯材料限制。

    二、超聲波流量計的選型

    超聲波流量計除上述各種類型外，近年來又出現(xiàn)了采用數(shù)字化電路的數(shù)字式超聲波流量計，把換能器和轉(zhuǎn)換器做在一起的一體式超聲波流量計，等等。面對眾多類型的超聲波流量計，用戶要根據(jù)實際情況和測量需要合理選型。

    2.1多譜勒式超聲波流量計

    只能用于測量含有適量能反射超聲波信號的顆粒或氣泡的流體，如工廠排放液、未處理的污水、雜志含量穩(wěn)定的工廠過程液等。要注意它對被測介質(zhì)要求比較苛刻，即不能是潔凈水，同時雜技含量要相對穩(wěn)定，才可以正常測量，而且不同廠家的儀表性能及對被測廠家的要求也不一樣。選擇此類超聲波流量計即要對被測介質(zhì)心中有數(shù)，也要對所選用的超聲波流量計的性能、精度和對被測介質(zhì)的要求有深入的了解。

    2.2便攜式超聲波流量計

    適用于臨時性測量，主要用于校對管道上已安裝其它流量儀表的運行狀態(tài)，進行一個區(qū)域內(nèi)的流體平衡測試 ，檢查管道的當時流量情況等。如果不作固定安裝，而用于這些用途時，選用便攜式超聲波流量計既方便又經(jīng)濟。

    2.3時差式超聲波流量計

    目前生產(chǎn)最多、應(yīng)用范圍泛的是時差式超聲波流量計。它主要用來測量潔凈的流體流量，在自來水公司和工業(yè)用水領(lǐng)域，得到廣泛應(yīng)用。此外它也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，而且精度可達±1.5%。實際應(yīng)用表明，選用時差式超聲波流量計，對相應(yīng)流體的測量都可以達到滿意的效果。

    2.4管道式超聲波流量計

    精度，可達到±0.5%，而且不受管道材質(zhì)、襯里的限制，適用于流量測量精度要求高的場合。但隨著管徑的增大，成本也會隨增加，通常情況下，選用中小口徑的管段式超聲波流量計，較為經(jīng)濟。

    2.5固定式超聲波流量計

    如果有足夠的安裝空間，使用插入式換能器代替外貼式換能器，消除了管襯、結(jié)垢及管壁對超聲波信號衰減的影響，測量穩(wěn)定性更高，也大大減小了維護工作量。而且，由于插入式換能器也可以不斷流安裝，所以其應(yīng)用正在不斷推廣。

    有的廠家推出了內(nèi)部為數(shù)字化電路的超聲波流量計，其特點是采用數(shù)字電路處理信號，糾錯能力增強，取樣及時，精度提高(模擬電路的精度為±1.5%，數(shù)字電路可以達到±1.0%)，而且集成度提高，儀表體積大大減小，有多種信號輸出模式供選擇，在實際應(yīng)用也取得了很好的效果。用戶在使用中可以和模擬電路的超聲波流量計進行比較。

    超聲波流量計的功能選擇，用戶可以根據(jù)實際情況來確定。如果測量雙向流體，一定要選擇帶有正負計量功能的超聲波流量計；如果用戶需要定期了解流體在一定時段有流量情況，可以選擇帶打印機的超聲波流量計。總之，所選擇的超聲波流量計的功能既要滿足用戶需要，也不必貪多求全，造成許多功能閉置不用，而增加購買成本。