超声波流量计工作原理及分类和选型应用
时间：2009-12-28 阅读：725
一、超声波流量计的工作原理及分类
超声波流量计是一种利用超声波脉冲来测量流体流量的速度式流量仪表，如果在现场配以温度、压力仪表，经过密度补偿，还可以求得质量流量。当超声波在流动的介质中传播的时候，相对于固定的坐标系统而言（如管道中的管壁），其声波的某些声学特性与静止介质中的声特性是不同的，在其基础上又叠加上了流体的流速信息，因而根据超声波某些声学特性随流速的变化就可以求出介质的流速。
超声波流量计根据测量原理的不同，种类较多，大致可以分为以下几类：
1.传播速度法（时差法、相位差法和频差法）
2.多普勒法
3.相关法
4.波束偏移法等。
但是目前zui常采用的测量方法主要有两类：时差法和多普勒效应法。
同时，根据超声波流量计使用场合不同，可以分为固定式超声波流量计和便携式超声波流量计。
同时，根据超声波流量计使用场合不同，可以分为固定式超声波流量计和便携式超声波流量计。
二、超声波流量计的选型应用
根据原理不同：
1、多谱勒式超声波流量计的选型
多普勒法超声波流量计依靠水中杂质的反射来测量水的流速，因此适用于杂质含量较多的脏水和浆体，如城市污水、污泥、工厂排放液、杂质含量稳定的工厂过程液等，而且可以测量连续混入气泡的液体。但是根据测量原理，被测介质中必须含有一定数量的散射体（颗粒或气泡），否则仪表就不能正常工作。
2、时差式超声波流量计的选型
目前生产zui多、应用范围zui广泛的是时差式超声波流量计。它主要用来测量洁净的流体流量，在自来水公司和工业用水及江河水、回用水领域，得到广泛应用。时差式超声波流量计此外可以测量杂技含量不高（杂质含量小于10g/L，粒径小于1mm）的均匀流体，如污水等介质的流量，但不能测量含有影响超声波传播的连续混入气泡或体积较大固体物的液体。在这种情况下应用，应在换能器的上游进行消气、沉淀或过滤。在悬浮颗粒含量过多或因管道条件致使超声信号严重衰减而不能测量时，有时可以试降低换能器频率，予以解决。而且精度可达±1%。实际应用表明，选用时差式超声波流量计，对相应流体的测量都可以达到满意的效果。
| 条件 | 传播时间差法 | 多普勒法 | |
| 适用液体 | 水类（江河水，海水农业用水等）,油类（纯净燃油，润滑油，食用油等），化学试剂，药液等 | 含杂质多的水（下水，污水，农业用水等），浆类（泥浆，矿浆，纸浆化工料浆等），油类（非净燃油，重油，原油等） | |
| 适用悬浮颗粒含量 | 体积含量<1%（包括气泡）时不影响测量准确度 | 浊度>50－100mg/L | |
| 仪表基本误差 | 带测量管段式 | ±（0.5-1）%R | ±（3-10）%FS 固体粒子含量基本不变时±（0.5-3）% |
| 湿式大口径多声道 | |||
| 湿式小口径单声道 | ±1.5%R-±3%R | ||
| 夹装式（范围度20：1） | |||
| 重复性误差 | 0.1%-0.3% | 1% | |
| 信号传输电缆长度 | 100-300m,在能保证信号质量的前提下,可以小于100m | <30m | |
| 价格 | 较高 | 一般较低 | |
根据现场工况安装方式
1、便携式超声波流量计
便携式超声波流量计具有很大的机动性，适用于临时性测量，主要用于校对管道上已安装其它流量仪表的运行状态，进行一个区域内的流体平衡测试，检查管道的当时流量情况等。如果不作固定安装，而用于这些用途时，选用便携式超声波流量计既方便又经济。便携式超声波流量计既可以使用现场的交流电源，也备有内置充电电池，可以连续工作5～10h［小时］，大大方便了不同场合临时性流量测量的需要。便携式超声波流量计只是为了现场查看当时流量和短时间内的累计流量，故一般无输出信号功能，但为了方便测量不同管道流量，它具有丰富的贮存功能，可以同时存贮数十条不同管道的参数，供随时调出使用
2、固定式超声波流量计
固定式超声波流量计用于安装在某一固定位置，对某一特定管道内流体的流量进行长期不间断的计量；固定式超声波流量计要求长期连续运行，所以要使用220V交流电源，因定式超声波流量计，通常都有4-20mA信号输出等功能，供远传显示使用，但其内部只能存贮一条管道的参数。