超聲波流量計(jì)工作原理及分類(lèi)和選型應(yīng)用

日期：2025-04-17 12:46

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摘要：

超聲波流量計(jì)工作原理及分類(lèi)和選型應(yīng)用

現(xiàn)以北京中航科儀測(cè)控技術(shù)有限公司生產(chǎn)的CCS系列的超聲波流量計(jì)來(lái)進(jìn)行舉例：
一,、CCS超聲波流量計(jì)的工作原理及分類(lèi)

超聲波流量計(jì)是一種利用超聲波脈沖來(lái)測(cè)量流體流量的速度式流量?jī)x表,，如果在現(xiàn)場(chǎng)配以溫度、壓力儀表，經(jīng)過(guò)密度補(bǔ)償,，還可以求得質(zhì)量流量,。當(dāng)超聲波在流動(dòng)的介質(zhì)中傳播的時(shí)候,，相對(duì)于固定的坐標(biāo)系統(tǒng)而言（如管道中的管壁）,，其聲波的某些聲學(xué)特性與靜止介質(zhì)中的聲特性是不同的，在其基礎(chǔ)上又疊加上了流體的流速信息,，因而根據(jù)超聲波某些聲學(xué)特性隨流速的變化就可以求出介質(zhì)的流速,。

超聲波流量計(jì)根據(jù)測(cè)量原理的不同，種類(lèi)較多,，大致可以分為以下幾類(lèi)：1.傳播速度法（時(shí)差法,、相位差法和頻差法）2.多普勒法3.相關(guān)法4.波束偏移法等。但是目前*常采用的測(cè)量方法主要有兩類(lèi)：時(shí)差法和多普勒效應(yīng)法,。
同時(shí),，根據(jù)超聲波流量計(jì)使用場(chǎng)合不同，可以分為固定式超聲波流量計(jì)和便攜式超聲波流量計(jì)

二,、超聲波流量計(jì)的選型應(yīng)用

根據(jù)原理不同：

1,、多譜勒式超聲波流量計(jì)的選型

多普勒法超聲波流量計(jì)依靠水中雜質(zhì)的反射來(lái)測(cè)量水的流速，因此適用于雜質(zhì)含量較多的臟水和漿體,，如城市污水,、污泥、工廠(chǎng)排放液,、雜質(zhì)含量穩(wěn)定的工廠(chǎng)過(guò)程液等,，而且可以測(cè)量連續(xù)混入氣泡的液體。但是根據(jù)測(cè)量原理,，被測(cè)介質(zhì)中必須含有一定數(shù)量的散射體（顆?；驓馀荩駝t儀表就不能正常工作,。

2,、時(shí)差式超聲波流量計(jì)的選型

目前生產(chǎn)*多、應(yīng)用范圍*廣泛的是時(shí)差式超聲波流量計(jì),。它主要用來(lái)測(cè)量潔凈的流體流量,，在自來(lái)水公司和工業(yè)用水及江河水、回用水領(lǐng)域,，得到廣泛應(yīng)用。時(shí)差式超聲波流量計(jì)此外可以測(cè)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，但不能測(cè)量含有影響超聲波傳播的連續(xù)混入氣泡或體積較大固體物的液體,。在這種情況下應(yīng)用,，應(yīng)在換能器的上游進(jìn)行消氣、沉淀或過(guò)濾。在懸浮顆粒含量過(guò)多或因管道條件致使超聲信號(hào)嚴(yán)重衰減而不能測(cè)量時(shí),，有時(shí)可以試降低換能器頻率,，予以解決。而且精度可達(dá)±1%,。實(shí)際應(yīng)用表明,，選用時(shí)差式超聲波流量計(jì)，對(duì)相應(yīng)流體的測(cè)量都可以達(dá)到滿(mǎn)意的效果,。

條件	傳播時(shí)間差法		多普勒法
適用液體	水類(lèi)(江河水,，海水農(nóng)業(yè)用水等),油類(lèi)（純凈燃油，潤(rùn)滑油,，食用油等）,，化學(xué)試劑，藥液等		含雜質(zhì)多的水(下水,，污水,，農(nóng)業(yè)用水等)，漿類(lèi)(泥漿,，礦漿,，紙漿化工料漿等)，油類(lèi)(非凈燃油,，重油,，原油等)
適用懸浮顆粒含量	體積含量<1%(包括氣泡)時(shí)不影響測(cè)量準(zhǔn)確度		濁度>50－100mg/L
儀表基本誤差	帶測(cè)量管段式	±(0.5-1)%R	±(3-10)%FS 固體粒子含量基本不變時(shí)±(0.5-3)%
	濕式大口徑多聲道
	濕式小口徑單聲道	±1.5%R-±3%R
	夾裝式(范圍度20：1)
重復(fù)性誤差	0.1%-0.3%		1%
信號(hào)傳輸電纜長(zhǎng)度	100-300m,在能保證信號(hào)質(zhì)量的前提下,可以小于100m		<30m
價(jià)格	較高		一般較低

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況安裝方式

1、便攜式超聲波流量計(jì)

便攜式超聲波流量計(jì)具有很大的機(jī)動(dòng)性,，適用于臨時(shí)性測(cè)量,，主要用于校對(duì)管道上已安裝其它流量?jī)x表的運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)行一個(gè)區(qū)域內(nèi)的流體平衡測(cè)試,，檢查管道的當(dāng)時(shí)流量情況等,。如果不作固定安裝，而用于這些用途時(shí),，選用便攜式超聲波流量計(jì)既方便又經(jīng)濟(jì),。便攜式超聲波流量計(jì)既可以使用現(xiàn)場(chǎng)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(shí)］,，大大方便了不同場(chǎng)合臨時(shí)性流量測(cè)量的需要。便攜式超聲波流量計(jì)只是為了現(xiàn)場(chǎng)查看當(dāng)時(shí)流量和短時(shí)間內(nèi)的累計(jì)流量,，故一般無(wú)輸出信號(hào)功能,，但為了方便測(cè)量不同管道流量，它具有豐富的貯存功能,，可以同時(shí)存貯數(shù)十條不同管道的參數(shù),，供隨時(shí)調(diào)出使用

2,、固定式超聲波流量計(jì)

固定式超聲波流量計(jì)用于安裝在某一固定位置，對(duì)某一特定管道內(nèi)流體的流量進(jìn)行長(zhǎng)期不間斷的計(jì)量,；固定式超聲波流量計(jì)要求長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行,，所以要使用220V交流電源，因定式超聲波流量計(jì),，通常都有4-20mA信號(hào)輸出等功能,，供遠(yuǎn)傳顯示使用，但其內(nèi)部只能存貯一條管道的參數(shù),。

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