超聲流量計的設計原理

更新時間：2018-01-30 點擊次數：2119

超聲波流量計是基于超聲波在流動介質中傳播的速度等于被測介質的平均流速和聲波本身速度的幾何和的原理而設計的。它也是由測流速來反映流量大小的。超聲波流量計雖然在70年代才出現，但由于它可以制成非接觸型式，并可與超聲波水位計聯動進行開口流量測量，對流體又不產生擾動和阻力，所以很受歡。

超聲波流量計按測量原理分可分為時差式和多普勒式

利用時差式原理制造的時差式超聲流量計近年來得到廣泛的關注和使用，是目前企事業使用多的一種超聲波流量計。
利用多普勒效應制造的超聲多普勒流量計多用于測量介質有一定的懸浮顆粒或氣泡介質，使用有一定的局限性，但卻解決了時差式超聲波流量計只能測量單一清澈流體的問題，也被認為是非接觸測量雙相流的理想儀表。

　　優點:
　　（1）超聲波流量計是一種非接觸式測量儀表，可用來測量不易接觸、不易觀察的流體流量和大管徑流量。它不會改變流體的流動狀態，不會產生壓力損失，且便于安裝。
　（2）可以測量強腐蝕性介質和非導電介質的流量。
　　（3）超聲波流量計的測量范圍大，管徑范圍從20mm～５m.
　　（4）超聲波流量計可以測量各種液體和污水流量。
（5）超聲波流量計測量的體積流量不受被測流體的溫度、壓力、粘度及密度等熱物性參數的影響。可以做成固定式和便攜式兩種形式。

　　缺點:
　（1）超聲波流量計的溫度測量范圍不高，一般只能測量溫度低于200℃的流體。
　　（2）抗干擾能力差。易受氣泡、結垢、泵及其它聲源混入的超聲雜音干擾、影響測量精度。
　　（3）直管段要求嚴格，為前20D,后5D。否則離散性差，測量精度低。
　　（4）安裝的不確定性，會給流量測量帶來較大誤差。
　　（5）測量管道因結垢，會嚴重影響測量準確度，帶來顯著的測量誤差，甚至在嚴重時儀表無流量顯示
　　（6）可靠性、精度等級不高（一般為1.5～2.5級左右），重復性差。
　　（7）使用壽命短（一般精度只能保證一年）。
　　（8）超聲波流量計是通過測量流體速度來確定體積流量，對液體應該測量它的質量流量，儀表測量質量流量是通過體積流量乘以人為設定的密度后得到的，當流體溫度變化時，流體密度是變化的，人為設定密度值，不能保證質量流量的準確度。只能在測量流體速度的同時，又測量了流體密度，才能通過運算，得到真實質量流量值。

應用概況:
　　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;氣體應用方面在高壓天然氣領域已有使用良好的經驗;
　　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。