江苏金湖创伟自动化仪表科技有限公司是专业生产便携式超声波流量计,手持式超声波流量计,插入式超声波流量计,管段式超声波流量计,电池供电超声波流量计,固定分体式超声波流量计,固定一体式超声波流量计,超声波明渠式流量计的厂家。

 超声波流量计（简称USF）是通过检测流体流动时对超声束（或超声脉冲）的作用，以测量体积流量的仪表。超声流量计是利用流体对超声波的影响（可以影响超声波的传播速度、频率，或位移等）来测量流量的。根据流体对超声波的影响作用，超声流量计可以分为传播速度差法、多普勒法和射束位移法等几类，其中传播速度差法又可分成时差法、相差法和频差法等几种测量方法，是超声流量计中应用zui广的一类流量计。

20世纪70年代随着电子技术的发展，性能日益完善的各种型号USF投入市场。有人预言由于USF测量原理是长度与时间两个基本量的结合，其导出量溯源性较好，有可能据此建立流量基准。

在结构上，超声流量计有夹装式和短管式两类，其中短管式超声流量计在近几年发展很快，应用范围已经扩展到测量气体，测量精度也越来越高。和电磁流量计一样，是一类没有压力损失的流量仪表，尤其在大口径流量测量方面有突出的优点。

超声流量计（USF）的测量方法

超声流量计的基本测量方法可分为传送时间差法、声波束偏转法和多普勒频移法三种。前两种方法属于同一原理，即声波在运动的流体中传送的合成速度是流体流速和流体中声速的向量和。其中以时间传送方法为zui常用。声速偏转法无须在管壁上切槽，并且适于测量高速流体。多普勒频移方法只用一个变换器测量远距离点的流速，可用于体外测量人体深处的血液流量，也适于测量工业上的某些容易产生散射的流体。超声流量计已成功地应用于测量血液流量和河水流量。在工业上，适用于测量各种流体和中、低压气体的体积流量而不受流体电导率、粘度、密度、腐蚀性和成分的影响。它不妨碍管道中流体的流动，也不受管径大小的限制。

传送时间差法 　它采用两个声波发送器 （SA和SB）和两个声波接收器（RA和RB）。同一声源的两组声波在SA与RA之间和SB与RB之间分别传送。它们沿着管道安装的位置与管道成θ角（一般θ=45°）（图1）。由于向下游传送的声波被流体加速，而向上游传送的声波被延迟，它们之间的时间差与流速成正比。也可以发送正弦信号测量两组声波之间的相移或发送频率信号测量频率差来实现流速的测量。

声波束偏转法 　它的发送器沿垂直于管道的轴线发送一束声波，由于流体流动的作用，声波束向下游偏移一段距离。偏移距离与流速成正比。

多普勒频移法 　当超声波在不均匀流体中传送时，声波会产生散射。流体与发送器间有相对运动时，发送的声波信号和被流体散射后接收到的信号之间会产生多普勒频移。多普勒频移与流体流速成正比。图2中被测流体的区域位于发射波束与接收到的散射波束的交叉之处。要求波束很窄，使两波束的夹角θ不致受到波束宽度影响。也可只采用一个变换器既作为发送器又作为接收器，这种方式称为单通道式。在单通道多普勒血液流量计中，发送器间隔地发送声脉冲信号，在两个声脉冲间隔的时间中，接收从血管壁和血管内红血球反射回来的声脉冲信号。采用控制线路选择给定距离处的红血球反射信号,通过比较后得到多普勒频移,它与血液流速成正比。在已知血管横截面时可得到血液流量。

超声流量计（USF）优点

USF可作非接触测量。夹装式换能器USF可无需停流截管安装，只要在既设管道外部安装换能器即可。这是USF在工业用流量仪表中具有的*优点，因此可作移动性（即非定点固定安装）测量，适用于管网流动状况评估测定

USF为无流动阻挠测量，无额外压力损失。

流量计的仪表系数是可从实际测量管道及声道等几何尺寸计算求得的，既可采用干法标定，除带测量管段式外一般不需作实流校验。

USF适用于大型圆形管道和矩形管道，且原理上不受管径限制，其造价基本上与管径无关。对于大型管道不仅带来方便，可认为在无法实现实流校验的情况下是优先考虑的选择方案。

多普勒USF可测量固相含量较多或含有气泡的液体。

USF可测量非导电性液体，在无阻挠流量测量方面是对电磁流量计的一种补充。

因易于实行与测试方法（如流速计的速度-面积法，示踪法等）相结合，可解决一些特殊测量问题，如速度分布严重畸变测量，非圆截面管道测量等。

某些传播时间法USF附有测量声波传播时间的功能，即可测量液体声速以判断所测液体类别。例如，油船泵送油品上岸，可核查所测量的是油品还是仓底水。

超声流量计（USF）的缺点和局限性

传播时间法USF只能用于清洁液体和气体，不能测量悬浮颗粒和气泡超过某一范围的液体；反之多普勒法USF只能用于测量含有一定异相的液体。

外夹装换能器的USF不能用于衬里或结垢太厚的管道，以及不能用于衬里（或锈层）与内管壁剥离（若夹层夹有气体会严重衰减超声信号）或锈蚀严重（改变超声传播路径）的管道。

多普勒法USF多数情况下测量精度不高。

国内生产现有品种不能用于管径小于DN25mm的管道。

超声流量计（USF）的组成

USF主要由安装在测量管道上的*（或由换能器和测量管组成的超声流量传感器）和转换器组成。转换器在结构上分为固定盘装式和便携式两大类。换能器和转换器之间由信号传输电缆连接，在固定测量的场合需在适当的地方装接线盒。夹装式换能器通常还需配用安装夹具和。

超声流量计（USF）的分类

可以从不同角度对超声流量测量方法和换能器（或传感器）进行分类。

（1） 按测量原理分类

封闭管道用USF按测量原理有5种，如2节所述，现在用得zui多的是传播时间法和多普勒法两大类。

（2） 按被测介质分类

有气体用和液体用两类。传播时间法USF两种介质各自，因换能器工作频率各异，通常气体在100~300kHz之间，液体在1~5MHz之间。气体仪表不能用夹装式换能器，因固体和气体边界间超声波传播效率较低。

（3） 传播时间法按声道数分类

按声道数分类常用的有单声道、双声道、四声道和八声道四种。近年有出现三声道、五声道和六声道。四声道及以上的多声道配置对提高测量精度起很大作用。各声道按换能器分布位置又可分为以下几种。

1） 单声道 有Z法（透过法）和V法（反射法）两种。

2） 双声道 有X法（2Z法、交差法）、2V法和平行法三种。

3） 四声道 有4Z法和平行法两种。

4） 八声道 有平行法和两平行四声道交差法二种。

（4） 按换能器安装方式分类有、

1） 可移动安装

2） 固定安装

测量原理的选择

选择液体用USF首先考虑测量原理是传播时间法还是多普勒法？其主要判断要素是：液体洁净程度或杂质含量，测量精度要求。基本适用条件如表1所示。

此外，对于外夹装式仪表还要考虑管壁材料和厚度、锈蚀状况、衬里材料和厚度；对于现场安装换能器式仪表要考虑换能器类型；对于大管径传播时间法仪表要考虑声道数，等等。

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