一、超聲波流量計(jì)工作原理: 超聲波在流動(dòng)的流體中傳播時(shí)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。超聲脈沖穿過管道從一個(gè)傳感器到達(dá)另一個(gè)傳感器，就像一個(gè)渡船的船夫在橫渡一條河。當(dāng)氣體不流動(dòng)時(shí)，聲脈沖以相同的速度（聲速，C）在兩個(gè)方向上傳播。如果管道中的氣體有一定流速V（該流速不等于零），則順著流動(dòng)方向的聲脈沖會(huì)傳輸?shù)每煨?，而逆著流?dòng)方向的聲脈沖會(huì)傳輸?shù)寐＿@樣，順流傳輸時(shí)間tD會(huì)短些，而逆流傳輸時(shí)間tU會(huì)長些。這里所說的長些或短些都是與氣體不流動(dòng)時(shí)的傳輸時(shí)間相比而言；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(guān)法等不同類型的超聲波流量計(jì)。起聲波流量計(jì)是近十幾年來隨著集成電路技術(shù)迅速發(fā)展才開始應(yīng)用的一種。

根據(jù)對信號(hào)檢測的原理，目前超聲波流量計(jì)大致可分傳播速度差法（包括：直接時(shí)差法、時(shí)差法、相位差法、頻差法）波束偏移法、多普勒法、相關(guān)法、空間濾波法及噪聲法等類型。其中以噪聲法原理及結(jié)構(gòu)zui簡單，便于測量和攜帶，價(jià)格便宜但準(zhǔn)確度較低，適于在流量測量準(zhǔn)確度要求不高的場合使用。

由于直接時(shí)差法、時(shí)差法、頻差法和相位差法的基本原理都是通過測量超聲波脈沖順流和逆流傳報(bào)時(shí)速度之差來反映流體的流速的，故又統(tǒng)稱為傳播速度差法。其中頻差法和時(shí)差法克服了聲速隨流體溫度變化帶來的誤差，準(zhǔn)確度較高，所以被廣泛采用。按照換能器的配置方法不同，傳播速度差撥又分為：Z法（透過法）、V法（反射法）、X法（交叉法）等。

波束偏移法是利用超聲波束在流體中的傳播方向隨流體流速變化而產(chǎn)生偏移來反映流體流速的，低流速時(shí)，靈敏度很低適用性不大．

多普勒法是利用聲學(xué)多普勒原理，通過測量不均勻流體中散射體散射的超聲波多普勒頻移來確定流體流量的，適用于含懸浮顆粒、氣泡等流體流量測量。

相關(guān)法是利用相關(guān)技術(shù)測量流量，原理上，此法的測量準(zhǔn)確度與流體中的聲速無關(guān)，因而與流體溫度，濃度等無關(guān)，因而測量準(zhǔn)確度高，適用范圍廣。但相關(guān)器價(jià)格貴，線路比較復(fù)雜。在微處理機(jī)普及應(yīng)用后，這個(gè)缺點(diǎn)可以克服。

噪聲法（聽音法）是利用管道內(nèi)流體流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的噪聲與流體的流速有關(guān)的原理，通過檢測噪聲表示流速或流量值。其方法簡單，設(shè)備價(jià)格便宜，但準(zhǔn)確度低。
          
以上幾種方法各有特點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)被測流體性質(zhì)．流速分布情況、管路安裝地點(diǎn)以及對測量準(zhǔn)確度的要求等因素進(jìn)行選擇。一般說來由于工業(yè)中工質(zhì)的溫度常不能保持恒定，故多采用頻差法及時(shí)差法。只有在管徑很大時(shí)才采用直接時(shí)差法。對換能器安裝方法的選擇原則一般是：當(dāng)流體沿管軸平行流動(dòng)時(shí)，選用Z法；當(dāng)流動(dòng)方向與管鈾不平行或管路安裝地點(diǎn)使換能器安裝間隔受到限制時(shí)，采用V法或X法。當(dāng)流場分布不均勻而表前直管段又較短時(shí)，也可采用多聲道（例如雙聲道或四聲道）來克服流速擾動(dòng)帶來的流量測量誤差。多普勒法適于測量兩相流，可避免常規(guī)儀表由懸浮?；驓馀菰斐傻亩氯⒛p、附著而不能運(yùn)行的弊病，因而得以迅速發(fā)展。隨著工業(yè)的發(fā)展及節(jié)能工作的開展，煤油混合（COM）、煤水泥合（CWM）燃料的輸送和應(yīng)用以及燃料油加水助燃等節(jié)能方法的發(fā)展，都為多普勒應(yīng)用開辟廣闊前景。
二、構(gòu)成：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。的電子線路包括發(fā)射、接收、信號(hào)處理和顯示電路。測得的瞬時(shí)流量和累積流量值用數(shù)字量或模擬量顯示。超聲波發(fā)射換能器將電能轉(zhuǎn)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(hào)，經(jīng)電子線路放大并轉(zhuǎn)換為代表流量的電信號(hào)供給顯示和積算儀表進(jìn)行顯示和積算。這樣就實(shí)現(xiàn)了流量的檢測和顯示。常用壓電換能器。它利用壓電材料的壓電效應(yīng)，采用適出的發(fā)射電路把電能加到發(fā)射換能器的壓電元件上，使其產(chǎn)生超聲波振勸。超聲波以某一角度射入流體中傳播，然后由接收換能器接收，并經(jīng)壓電元件變?yōu)殡娔埽员銠z測。發(fā)射換能器利用壓電元件的逆壓電效應(yīng)，而接收換能器則是利用壓電效應(yīng)。

   

三、優(yōu)點(diǎn)：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(jì)聯(lián)動(dòng)可進(jìn)行敞開水流的流量測量。使用，不用在流體中安裝測量元件，故不會(huì)改變流體的流動(dòng)狀態(tài)，不產(chǎn)生附加阻力，儀表的安裝及檢修均可不影響管線運(yùn)行因而是一種理想的節(jié)能型流量計(jì)。多普勒法可測雙相介質(zhì)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，用便攜式測量水輪機(jī)進(jìn)水量、汽輪機(jī)循環(huán)水量等大管徑流量，比過去的皮脫管流速計(jì)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。                   

四、缺點(diǎn)：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。目前我國只能用于測量200℃以下的流體。另外，的測量線路比一般流量計(jì)復(fù)雜。這是因?yàn)?，一般工業(yè)計(jì)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zui大也是10－3數(shù)量級(jí)．若要求測量流速的準(zhǔn)確度為1％，則對聲速的測量準(zhǔn)確度需為10-5～10-6數(shù)量級(jí)，因此必須有完善的測量線路才能實(shí)現(xiàn)，這也正是只有在集成電路技術(shù)迅速發(fā)展的前題下才能得到實(shí)際應(yīng)用的原因。
五、安裝步驟

安裝超流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*D后5D以及離泵30D的距離。（D為管道內(nèi)直徑）

二：確認(rèn)管道內(nèi)流體介質(zhì)以及是否滿管。

三：確認(rèn)管道材質(zhì)以及壁厚（充分考慮到管道內(nèi)壁結(jié)垢厚度）

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

五：前四步驟完成后可確認(rèn)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：測量出安裝距離。

（1） 外夾式可選安裝傳感器大概距離，然后不斷調(diào)試活動(dòng)傳感器以達(dá)到信號(hào)和傳輸比

           的匹配

（2） 插入使用工具測量管道上安裝點(diǎn)距離，這個(gè)距離很重要，它直接影響表的

           實(shí)際測量精度，所以進(jìn)行多次測量以求較高精度。

八：安裝傳感器——調(diào)試信號(hào)——做防水——歸整好信號(hào)電纜——清理現(xiàn)場線頭等廢棄物 ——安裝結(jié)束——驗(yàn)收簽字
六、使用中常見問題：
1、 探頭使用一段時(shí)間，會(huì)出現(xiàn)不定期的報(bào)警。尤其是輸送介質(zhì)雜質(zhì)較多時(shí)，這種問題會(huì)較常見。解決辦法：定期清理探頭（建議一年清理一次）。
2、 輸送介質(zhì)含有水等液體雜質(zhì)時(shí)，流量計(jì)引壓管容易產(chǎn)生積液，氣溫較低時(shí)會(huì)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(jìn)行吹掃或加電伴熱

超聲波在傳播過程中，由于受介質(zhì)和介質(zhì)中雜質(zhì)的阻礙或吸收，其強(qiáng)度會(huì)產(chǎn)生衰減。不論是還是超聲波物位計(jì)，對所接受的聲波強(qiáng)度都有一定要求，所以都要對各種衰減進(jìn)行抑制。采用時(shí)差式測量原理：一個(gè)探頭發(fā)射信號(hào)穿過管壁、介質(zhì)、另一側(cè)管壁后，被另一個(gè)探頭接收到，同時(shí)，第二個(gè)探頭同樣發(fā)射信號(hào)被*個(gè)探頭接收到，由于受到介質(zhì)流速的影響，二者存在時(shí)間差Δt，根據(jù)推算可以得出流速V和時(shí)間差Δt之間的換算關(guān)系V=（C2/2L）×Δt，進(jìn)而可以得到流量值Q。
種類
手持式和便攜式
手持式和便攜式直接貼到或直接安裝在管道外壁上，不受介質(zhì)影響，安裝簡便快速，無需切斷工藝管道，無需工藝停車，并且無壓損，非常適合于測量腐蝕性介質(zhì)和超純介質(zhì)。用戶只需輸入管道和介質(zhì)參數(shù)即可。還可根據(jù)狀態(tài)顯示了解應(yīng)用情況。因探頭及電纜鎧裝層均為不銹鋼材質(zhì)，所以適用于苛刻的工業(yè)環(huán)境。特別適合飲用水、河水、海水、冷卻水、熱水、工業(yè)污水、潤滑油、柴油、燃油化工液體的流量測量




便攜式多普勒
多普勒主要用在非滿管流量測量和明渠、水槽流量等的測量及含顆粒氣泡比較多的場合。例如：污水進(jìn)口、礦漿、泥漿、油水混合物、玉米或地瓜發(fā)酵后用做釀酒的醪液。與電磁流量計(jì)相比，在污水處理廠或造紙廠的應(yīng)用中，由于管道中的雜質(zhì)太多，容易造成掛壁，從而造成電磁流量計(jì)的電極不能導(dǎo)電，必須經(jīng)過清理才能繼續(xù)計(jì)量，而多普勒式不同，掛壁不會(huì)造成它不能測量，從而大大減少的企業(yè)維護(hù)


           
防腐型
防腐型工作原理為時(shí)差式，利用超聲波信號(hào)在流體中的傳播速度與流體流速的關(guān)系進(jìn)行測量。與其它FLUXUS ADM系列的儀表相同，防腐型采用DSP數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)和高速采樣技術(shù)?？垢g，耐海水，適用于防爆區(qū)（Zone 1 & 2 ）

防爆
防爆采用*的雙uP技術(shù)，高速采樣和自適應(yīng)信號(hào)處理技術(shù)，通過FluxData軟件，傳輸數(shù)據(jù)到PC中，直觀分析測量結(jié)果和數(shù)據(jù)管理。廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)現(xiàn)場中液體的在線流量計(jì)量，石油化工及危險(xiǎn)性場合




管道式
管道式利用超聲傳輸時(shí)間的方法測量流速，無運(yùn)動(dòng)部件。超聲波在測量管道內(nèi)以水流方向傳輸再被返回，通過測得的兩束超聲波的時(shí)間差計(jì)算出流速。對介質(zhì)，溫度，導(dǎo)電率和污染物不敏感。適用于化工、石化、油品、精煉、水及污水處理行業(yè)的所有應(yīng)用。



氣體
氣體是計(jì)量高壓氣體的理想解決方案，與傳統(tǒng)地測量方式相比，尤其是大口徑測量時(shí)，大大降低了成本。同時(shí)，儀表的量程比很寬，可以測到很低的流量。氣體儀表內(nèi)置有流量計(jì)算機(jī)，通過溫壓補(bǔ)償，完成標(biāo)況流量的轉(zhuǎn)換。耐臟，耐濕，耐磨損，應(yīng)用于天然氣管線測量，壓縮空氣、燃料氣、腐蝕性氣體、有毒性氣體、高純氣體、空分氣體、蒸汽