超聲波流量計工作原理及分類和選型應(yīng)用匯總

1、超聲波流量計工作原理及分類和選型應(yīng)用 2010 年 12 月 13 日 05:05 生意社生意社 12月 13日訊、 CCS超聲波流量計 的工作原理及分類超聲波流量計 是一種利用超聲波脈沖來測量流體流量的速度式流量儀表， 如 果在現(xiàn)場配以溫度、壓力儀表，經(jīng)過密度補償，還可以求得質(zhì)量流量。當(dāng)超聲波 在流動的介質(zhì)中傳播的時候，相對于固定的坐標(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。超聲波流量計根據(jù)測量原理的不同， 種類較多， 大致可以分為以下幾類： 1.

2、傳播速度法（時差法、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。但是目前最常采用的測量方法主要有兩類：時差法和多普勒效應(yīng)法。同時， 根據(jù)超聲波流量計使用場合不同， 可以分為固定式超聲波流量計和便攜式超聲波 流量計、超聲波流量計的選型應(yīng)用根據(jù)原理不同：1、多譜勒式超聲波流量計的選型 多普勒法超聲波流量計依靠水中雜質(zhì)的反射來測量水的流速， 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、工廠排放液、雜質(zhì)含量穩(wěn)定的工 廠過程液等， 而且可以測量連續(xù)混入氣泡的液體。 但是根據(jù)測量原理， 被測介質(zhì) 中必須含有一定數(shù)量的散射體（顆粒或氣泡），否則儀表就不能正常工作。2、

3、時差式超聲波流量計的選型 目前生產(chǎn)最多、 應(yīng)用范圍最廣泛的是時差式超聲波流量計。 它主要用來測量潔凈 的流體流量，在自來水公司和工業(yè)用水及江河水、回用水領(lǐng)域，得到廣泛應(yīng)用。 時差式超聲波流量計此外可以測量雜技含量不高 （ 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 進行消氣、沉淀或過濾。在懸浮顆粒含量過多或因管道條件致使超聲信號嚴(yán)重衰 減而不能測量時，有時可以試降低換能器頻率，予以解決。而且精度可達1%。實際應(yīng)用表明， 選用時差式超聲波流量計， 對相

4、應(yīng)流體的測量都可以達到滿意的 效果。條件傳播時間差法多普勒法適用液體水類 （ 江河水，海水農(nóng)業(yè)用水等 ）, 油類（純 凈燃油，潤滑油，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 （泥漿，礦漿，紙漿化 工料漿等 ） ，油類（非凈燃油， 重油， 原油等 ）適用懸浮顆粒含量體積含量 50 100mg/L儀表基本誤差帶測量管段式 濕式大口徑多聲道(0.5 -1)%R（3 -10）%FS 固體粒子含量基本不變時 （0.5 -3）%濕式小口徑單聲道 夾裝式 （ 范圍度 20： 1）1.5%R- 3%R重復(fù)性誤差0.1%-0.3%1%信號傳輸電纜長度100-300m

5、, 在能保證信號質(zhì)量的前提下 , 可 以小于 100m30m價格較高一般較低根據(jù)現(xiàn)場工況安裝方式1、便攜式超聲波流量計便攜式超聲波流量計具有很大的機動性， 適用于臨時性測量， 主要用于校對 管道上已安裝其它流量儀表的運行狀態(tài)， 進行一個區(qū)域內(nèi)的流體平衡測試， 檢查 管道的當(dāng)時流量情況等。 如果不作固定安裝， 而用于這些用途時， 選用便攜式超 聲波流量計既方便又經(jīng)濟。 便攜式超聲波流量計既可以使用現(xiàn)場的交流電源， 也 備有內(nèi)置充電電池，可以連續(xù)工作 510h小時，大大方便了不同場合臨時 性流量測量的需要。 便攜式超聲波流量計只是為了現(xiàn)場查看當(dāng)時流量和短時間內(nèi) 的累計流量， 故一般無輸出信號功能，

6、 但為了方便測量不同管道流量， 它具有豐 富的貯存功能，可以同時存貯數(shù)十條不同管道的參數(shù)，供隨時調(diào)出使用2、固定式超聲波流量計 固定式超聲波流量計用于安裝在某一固定位置， 對某一特定管道內(nèi)流體的流量進 行長期不間斷的計量； 固定式超聲波流量計要求長期連續(xù)運行， 所以要使用 220V 交流電源，因定式超聲波流量計，通常都有 4-20mA信號輸出等功能，供遠傳顯 示使用，但其內(nèi)部只能存貯一條管道的參數(shù)。超聲流量計 (以下簡稱 USF )是通過檢測流體流動時對超聲束(或超聲脈 沖)的作用，以測量體積流量的儀表。本文主要討論用于測量封閉管道液體流量 的 USF 。20 世紀(jì) 70 年代隨著電子技術(shù)的發(fā)

7、展，性能日益完善的各種型號 USF 投入 市場。有人預(yù)言由于 USF 測量原理是長度與時間兩個基本量的結(jié)合，其導(dǎo)出量 溯源性較好，有可能據(jù)此建立流量基準(zhǔn)。第一節(jié) 工作原理封閉管道用 USF 按測量原理分類有：傳播時間法；多普勒效應(yīng)法； 波束偏移法；相關(guān)法；噪聲法。本文將討論用得最多的傳播時間法和多普勒 效應(yīng)法的儀表。1.1 傳播時間法 聲波在流體中傳播，順流方向聲波傳播速度會增大，逆流方向則減小，同一 傳播距離就有不同的傳播時間 。利用傳播速度之差與被測流體流速之關(guān)系求取流 速，稱之傳播時間法。按測量具體參數(shù)不同，分為時差法、相位差法和頻差法。 現(xiàn)以時差法闡明工作原理。(1) 流速方程式 超聲

8、波逆流從換能器 1 送到換能器 2 的傳播速度 c 被流體流速 Vm 所減慢(1) 反之，超聲波順流從換能器 2 傳送到換能器 1 的傳播速度則被流體流速加快(2) 式( 1 )減式( 2)，并變換之，得(3) 式中 L 超聲波在換能器之間傳播路徑的長度， m;X 傳播路徑的軸向分量， m;t12、t21 從換能器 1 到換能器 2 和從換能器 2 到換能器 1 的傳播時間， s; c 超聲波在靜止流體中的傳播速度， m/s;Vm 流體通過換能器 1、2 之間聲道上平均流速， m/s 。 時(間)差法與頻(率)差法和相差法間原理方程式的基本關(guān)系為(4) (5) 式中 f 頻率差； 相位差；f2

9、1,f12 超聲波在流體中的順流和逆流的傳播頻率；f 超聲波的頻率。 從中可以看出，相位差法本質(zhì)上和時差法是相同的，而頻率與時間有時互為倒數(shù) 關(guān)系，三種方法沒有本質(zhì)上的差別。目前相位差法已不采用，頻差法的儀表也不 多。( 2) 流量方程式 傳播時間法所測量和計算的流速是聲道上的線平均流速 ，而計算流量所需是 流通橫截面的面平均流速，二者的數(shù)值是不同的，其差異取決于流速分布狀況。 因此，必須用一定的方法對流速分布進行補償。此外，對于夾裝式換能器儀表， 還必須對折射角受溫度變化進行補償，才能精確的測得流量。體積流量 qv 為(6) 式中 K 流速分布修正系數(shù)，即聲道上線平均流速 Vm 和面平均流速

10、 vm 和平面平均流速 v 之比， K=vm/v ；DN管道內(nèi)徑。K 是單聲道通過管道中心（即管軸對稱流場的最大流速處）的流速（分布）修正 系數(shù)。管道雷諾數(shù) ReD 變化 K值將變化，儀表范圍度為 10 時，K值變化約為 1 ；范圍度為 100 時，K值約變化 2。流動從層流轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪鲿r， K 值要變化 約 30。所以要精確測量時，必須對 K 值進行動態(tài)補償。1）夾裝式換能器儀表聲道角的修正 夾裝式換能器 USF 除了做流速分布修正 外，必要時還要做聲道角變化影響的修正。根據(jù)斯那爾（ Snall ）定律式（ 7）和 圖 2 ，聲道角 隨流體中聲速 c 的變化而變化，而 c 又是流體溫度的函數(shù)（

11、以水 為例，見圖 3），因此，必須對 角進行自動跟蹤補償，以達到溫度補償?shù)哪康摹＃?）式中 0超聲在聲楔中的入射角； 1、超聲在管壁、流體中的折射角； c0、c1、c聲楔、管壁、被測流體的聲速。 角不但受流體聲速影響，還與聲楔和管壁材料中的聲速有關(guān)。然而因為一般固 體材料的聲速變化比液體聲速溫度變化小一個數(shù)量級 ，在溫度變化不大的條件下 對測量精確度的影響可以忽略不計。但是在溫度變化范圍大的情況下 （例如高低 溫換能器工作溫度范圍 -40-200 ）就必須對聲楔和管壁中聲速的大幅度變化進 行修正。2）多聲道直射式換能器儀表的流量方程式直射式換能器儀表的流量方程沒有管 壁材料折射溫度變化影響。多

12、聲道儀表常用高斯積分法或其他積分法計算流量。圖 4 是以四聲道為例的原理模型，流量計算式（ 8 ）所示。（8）式中 DN測量段內(nèi)與聲道垂直方向上的圓管平均內(nèi)徑或矩形管道的平均 內(nèi)高；S高斯修正系數(shù)； Wi各聲道高斯積分加權(quán)數(shù)； Li各聲道長度；Vi各聲道線平均流速； i各聲道聲道角； N聲道數(shù)。2.2 多普勒（效應(yīng)）法 多普勒（效應(yīng)）法 USF 是利用在靜止（固定）點檢測從移動源發(fā)射聲波多產(chǎn)生 多普勒頻移現(xiàn)象。（ 1） 流速方程式如圖 5 所示，超聲換能器 A 向流體發(fā)出頻率為 fA 的連續(xù)超聲波，經(jīng)照射域內(nèi)液 體中散射體懸浮顆?；驓馀萆⑸?，散射的超聲波產(chǎn)生多普勒頻移 fd，接收換能器 B

13、收到頻率為 fB 的超聲波，其值為（9）式中 v散射體運動速度。 多普勒頻移 fd 正比于散射體流動速度 （10） 測量對象確定后，式（ 10 ）右邊除 v 外均為常量，移行后得 （11）（ 2）流量方程式多普勒法 USF 的流量方程式形式上與式 （6）相同，只是所測得的流速是各散射 體的速度 v（代替式中的 vm），與載體液體管道平均流速數(shù)值并不一致；方程式 中流速分布修正系數(shù) Kd 以代替 K0 Kd 是散射體的 “照射域 ”在管中心附近的系 數(shù)；其值不適用于在大管徑或含較多散射體達不到管中心附近就獲得散射波的系 數(shù)。（ 3） 液體溫度影響的修正式（ 11）中又流體聲速 c，而 c 是溫度

14、的函數(shù)，液體溫度變化會引起測量誤差。 由于固體的聲速溫度變化影響比液體小一個數(shù)量級，即在式 （ 11）中的流體聲速 c用聲楔的聲速 c0取代，以減小用液體聲速時的影響 。因為從圖 6可知cos=sin , 再按斯納爾定律 sin /c sin 0/c0，式（ 11）便可得式（ 12 ），其中 c0/sin 0可 視為常量。（12）（ 4） 散射體的影響實際上多普勒頻移信號來自速度參差不一的散射體 ，而所測得各散射體速度和載 體液體平均流速間的關(guān)系也有差別 。其他參量如散射體粒度大小組合與流動時分 布狀況，散射體流速非軸向分量，聲波被散射體衰減程度等均影響頻移信號。第二節(jié) 優(yōu)缺點和局限性2.1

15、優(yōu)點USF 可作非接觸測量。夾裝式換能器 USF 可無需停流截管安裝，只要在既 設(shè)管道外部安裝換能器即可。這是 USF 在工業(yè)用流量儀表中具有的獨特優(yōu)點， 因此可作移動性 （即非定點固定安裝） 測量，適用于管網(wǎng)流動狀況評估測定 USF 為無流動阻撓測量，無額外壓力損失。流量計的儀表系數(shù)是可從實際測量管道及 聲道等幾何尺寸計算求得的，既可采用干法標(biāo)定，除帶測量管段式外一般不需作 實流校驗。 USF 適用于大型圓形管道和矩形管道，且原理上不受管徑限制，其 造價基本上與管徑無關(guān)。對于大型管道不僅帶來方便，可認為在無法實現(xiàn)實流校 驗的情況下是優(yōu)先考慮的選擇方案。多普勒 USF 可測量固相含量較多或含有

16、氣 泡的液體。 USF 可測量非導(dǎo)電性液體，在無阻撓流量測量方面是對電磁流量計 的一種補充。因易于實行與測試方法（如流速計的速度 -面積法，示蹤法等）相 結(jié)合，可解決一些特殊測量問題，如速度分布嚴(yán)重畸變測量，非圓截面管道測量 等。某些傳播時間法 USF 附有測量聲波傳播時間的功能，即可測量液體聲速以 判斷所測液體類別。例如，油船泵送油品上岸，可核查所測量的是油品還是倉底 水。2.2 缺點和局限性傳播時間法 USF 只能用于清潔液體和氣體，不能測量懸浮顆粒和氣泡超過 某一范圍的液體；反之多普勒法 USF 只能用于測量含有一定異相的液體。 外夾裝換能器的 USF 不能用于襯里或結(jié)垢太厚的管道，以及

17、不能用于襯里（或 銹層）與內(nèi)管壁剝離（若夾層夾有氣體會嚴(yán)重衰減超聲信號）或銹蝕嚴(yán)重（改變 超聲傳播路徑）的管道。多普勒法 USF 多數(shù)情況下測量精度不高。國內(nèi)生產(chǎn)現(xiàn) 有品種不能用于管徑小于 DN25mm 的管道。第三節(jié) 超聲波流量計 分類和結(jié)構(gòu)3.1 組成USF 主要由安裝在測量管道上的超聲換能器（或由換能器和測量管組成的 超聲流量傳感器） 和轉(zhuǎn)換器組成。轉(zhuǎn)換器在結(jié)構(gòu)上分為固定盤裝式和便攜式兩大 類。換能器和轉(zhuǎn)換器之間由專用信號傳輸電纜連接，在固定測量的場合需在適當(dāng) 的地方裝接線盒。夾裝式換能器通常還需配用安裝夾具和耦合劑。圖 7 是系統(tǒng)組 成示例，此例是測量液體用傳播時間法單聲道 Z 法夾裝

18、式 USF.3.2 分類 可以從不同角度對超聲流量測量方法和換能器（或傳感器）進行分類。（ 1） 按測量原理分類封閉管道用 USF 按測量原理有 5 種，如 2 節(jié)所述，現(xiàn)在用得最多的是傳播 時間法和多普勒法兩大類。（ 2） 按被測介質(zhì)分類有氣體用和液體用兩類。傳播時間法 USF 兩種介質(zhì)各自專用，因換能器工 作頻率各異，通常氣體在 100300kHz 之間，液體在 15MHz 之間。氣體儀表 不能用夾裝式換能器，因固體和氣體邊界間超聲波傳播效率較低。（ 3） 傳播時間法按聲道數(shù)分類 按聲道數(shù)分類常用的有單聲道、雙聲道、四聲道和八聲道四種。近年有出現(xiàn) 三聲道、五聲道和六聲道。四聲道及以上的多聲

19、道配置對提高測量精度起很大作 用。各聲道按換能器分布位置（見圖 8），又可分為以下幾種。1） 單聲道 有 Z 法（透過法）和 V 法（反射法）兩種。2） 雙聲道 有 X 法（2Z 法、交差法）、 2V 法和平行法三種。3）四聲道 有 4Z 法和平行法兩種。4）八聲道 有平行法和兩平行四聲道交差法二種。（4） 按換能器安裝方式分類有、1） 可移動安裝2） 固定安裝超聲波流量計原理及選型指南2010-3-19 17:26:00 來源：北京中瑞能儀表技術(shù)有限公司 瀏覽： 367 網(wǎng)友評論 條 點擊查看插入式超聲流量計：可不停產(chǎn)安裝和維護。采用陶瓷傳感器，使用我公司 專用鉆孔裝置進行不停產(chǎn)安裝。 一般

20、為單聲道測量， 為了提高測量準(zhǔn)確度， 可選 擇三聲道。管段式超聲流量計：需切開管路安裝，但以后的維護可不停產(chǎn)?？蛇x擇單 聲道或三聲道傳感器。外夾式超聲流量計：能夠完成固定和移動測量。采用專用耦合劑（室溫固 化的硅橡膠或高溫長鏈聚合油脂）安裝，安裝時不損壞管路。便攜式超聲流量計：便攜使用，內(nèi)置可充電鋰電池，適合移動測量，配接 磁性傳感器。手持式超聲流量計：體積小，重量輕，內(nèi)置可充電鋰電池，手持使用，配 接磁性傳感器。防爆型超聲流量計：用于爆炸性環(huán)境液體流量測量，為防爆兼本安型。即 轉(zhuǎn)換器為防爆型，傳感器為本質(zhì)安全型。流量測量系統(tǒng)：由多臺超聲流量計和系統(tǒng)主站組成。適于多條管路的集中 測量。超聲熱量

21、計：用于供熱系統(tǒng)的熱量測量。電池供電型超聲流量計：采用一節(jié)鋰電池供電的一體式超聲流量計。適于 無市電供應(yīng)的測量場合，一節(jié)電池可使用十年，具有多種測量功能。系列明渠流量計， 用于液體明渠流量測量， 測量傳感器可采用超聲速度傳感 器、帕氏槽、 PB 槽、三角堰、矩形堰和全寬堰，并采用超聲液位測量。該系 統(tǒng)明渠流量計測量準(zhǔn)確、 可靠。采用超聲速度傳感器時， 可測量大型渠道或涵洞 的液體流量。堰槽式明渠流量計：可使用帕氏槽、 PB 槽、三角堰、矩形堰、全寬堰 進行明渠流量測量，液位傳感器采用超聲傳感器。超聲式明渠流量計：采用超聲傳感器測量流速及液位。測量準(zhǔn)確度高，適 于大型渠道和涵洞的流量測量。 根據(jù)

22、測量準(zhǔn)確度要求， 超聲速度測量可選擇單聲 道、雙聲道和三聲道。超聲波流量計超聲波流量計是近代發(fā)展起來的一種新型測量流量的儀表， 只要能傳播聲音 的流體均可以用超聲波流量計測量； 超聲波流量計可以測量高粘度液體、 非導(dǎo)電 性液體或氣體的流量， 其測量流速的原理是： 超聲波在流體中的傳播速度會隨被 測流體流速而變化。超聲波流量計一般不作結(jié)算計量儀表使用， 對于現(xiàn)場計量點損壞生產(chǎn)不能停 機更換，又需要檢測參數(shù)指導(dǎo)生產(chǎn)的情況也往往用到超聲波流量計。 超聲波流量 計最大優(yōu)勢是用于大口徑流量測量（管徑大于 2 米），即使有些結(jié)算用計量點， 經(jīng)過使用雙方認可， 選用精度高的超聲波流量計， 可以節(jié)約成本， 并

23、減少維護量。超聲波流量計的選型及應(yīng)用摘要超聲波流量計是一種利用超聲波脈沖來測量流體流量的速度式流量儀 表，它從 80 年代開始進入我國工業(yè)生產(chǎn)和計量領(lǐng)域，并在 90 年代得到迅速發(fā) 展。文章對我佃國內(nèi)市場上出現(xiàn)了各類超聲波流量進行了深入研究分析， 結(jié)合多 年的實際應(yīng)用經(jīng)驗， 系統(tǒng)闡述了超聲波流量計的分類方法； 從儀表性能、 被測介 質(zhì)經(jīng)濟性，實用性等方面總結(jié)了選用超聲波流量的原則，并對應(yīng)用中如何選位、 安裝、維護提出具體建議， 為用戶合理選擇和應(yīng)用超聲波流量計提供了一些可以 借鑒的經(jīng)驗和方法。關(guān)鍵詞超聲流量計；換能器；時差式；安裝方式近幾年來， 隨著電子技術(shù)、 數(shù)字技術(shù)的發(fā)展， 利用超聲波脈沖

24、測量流體流量 的技術(shù)發(fā)展很快， 基于不同原理， 適用于不同場合的各種型式的超聲波流量計得 到了廣泛應(yīng)用， 同時也對廣大用戶提出如何認識超聲波流量計、 怎樣選擇合適的 類型，使用中應(yīng)注意些什么問題等一系列問題， 本文綜合國內(nèi)超聲波流量計目前 的發(fā)展情況及多年應(yīng)用的實踐，對上述問題進行了些探討。1 超聲波流量計的分類超聲波流量計的各類很多， 依照不同的分類方法， 可以分為不同類型的超聲 波流量計。1.1 多譜勒式超聲波流量計換能器 1 發(fā)射頻率為 f1 的超聲波信號，經(jīng)過管道內(nèi)液體中的懸浮顆?；驓?泡后，頻率發(fā)生偏移，以 f2 的頻率反射到換能器 2，這就是多譜勒將就， f2 與 f1 之差即為多

25、譜勒頻差 fd 。當(dāng)管道條件、換能器安裝位置、發(fā)射頻率、聲速確定以后， c、f1、即為 常數(shù)，流體流速和多譜勒頻移成正比， 通過測量頻移就可得到流體流速， 進而求 得流體流量。1.2 時差式超聲波流量計時差式超聲波流量計是利用聲波在流體中順流傳播和逆流傳播的時間差與 流體流速成正比這一原理來測量流體流量的。2 區(qū)別根據(jù)超聲波流量計使用場合不同， 可以分為固定式超聲波流量計和便攜式超 聲波流量計。2.1 這兩類超聲波流量計的主要區(qū)別(1) 適用的場合不同固定式超聲波流量計用于安裝在某一固定位置， 對某一特定管道內(nèi)流體的流 量進行長期不間斷的計量； 便攜式超聲波流量計具有很大的機動性， 主要用于對

26、 不同管道的流體流量作臨時性測量。(2) 供電方式不同固定式超聲波流量計要求長期連續(xù)運行，所以要使用 220V 交流電源，便攜 式超聲波流量計既可以使用現(xiàn)場的交流電源， 也備有內(nèi)置充電電池， 可以連續(xù)工 作 510h 小時，大大方便了不同場合臨時性流量測量的需要。(3) 部分功能不同因定式超聲波流量計， 通常都有 4-20mA 信號輸出等功能，供遠傳顯示使用， 但其內(nèi)部只能存貯一條管道的參數(shù)； 便攜式超聲波流量計只是為了現(xiàn)場查看當(dāng)時 流量和短時間內(nèi)的累計流量， 故一般無輸出信號功能， 但為了方便測量不同管道 流量，它具有豐富的貯存功能， 可以同時存貯數(shù)十條不同管道的參數(shù)， 供隨時調(diào) 出使用。2

27、.2 換能器供電方式不同可以分為外貼式、插入式、管段式三種超聲波流量計。(1) 外貼式 外貼式超聲波流量計是生產(chǎn)最早，用戶最熟悉且應(yīng)用最廣泛的超聲波流量 計，安裝換能器無需管道斷流， 即貼即用，它充分體現(xiàn)了超聲波流量計安裝簡單、 使用方便的特點。(2) 管段式某些管道因材質(zhì)疏、 導(dǎo)聲不良，或者銹蝕嚴(yán)重， 襯里和管道內(nèi)空間有間隙等 原因，導(dǎo)致超聲波信號衰減嚴(yán)重， 用外貼式超聲波流量計無法正常測量， 所以產(chǎn) 生了管段式超聲波流量計。管段式超聲波流量計把換能器和測量管組成一體， 解決了外貼式流量計在測 量中的一個難題。 而且測量精度也比其它超聲波流量計要高， 但同時也犧牲了外 貼式超聲波流量計不斷流

28、安裝這一優(yōu)點，要求切開管道安裝換能器。(3) 插入式插入式超聲波流量計介于上述二者中間。 在安裝上可以不斷流， 利用專門工 具在有水的管道上打孔， 把換能器插入管道內(nèi)， 完成安裝。由于換能器在管道內(nèi)， 其信號的發(fā)射、 接受只經(jīng)過被測介質(zhì)， 而不經(jīng)過管壁和襯里， 所以其測量不受管 質(zhì)和管襯材料限制。3 超聲波流量計的選型超聲波流量計除上述各種類型外， 近年來又出現(xiàn)了采用數(shù)字化電路的數(shù)字式 超聲波流量計， 把換能器和轉(zhuǎn)換器做在一起的一體式超聲波流量計， 等等。面對 眾多類型的超聲波流量計，用戶要根據(jù)實際情況和測量需要合理選型。3.1 多譜勒式超聲波流量計只能用于測量含有適量能反射超聲波信號的顆?；?/p>

29、氣泡的流體， 如工廠排放 液、未處理的污水、 雜志含量穩(wěn)定的工廠過程液等。 要注意它對被測介質(zhì)要求比 較苛刻，即不能是潔凈水，同時雜技含量要相對穩(wěn)定，才可以正常測量，而且不 同廠家的儀表性能及對被測廠家的要求也不一樣。 選擇此類超聲波流量計即要對 被測介質(zhì)心中有數(shù)， 也要對所選用的超聲波流量計的性能、 精度和對被測介質(zhì)的 要求有深入的了解。3.2 便攜式超聲波流量計 適用于臨時性測量，主要用于校對管道上已安裝其它流量儀表的運行狀態(tài)， 進行一個區(qū)域內(nèi)的流體平衡測試， 檢查管道的當(dāng)時流量情況等。 如果不作固定安 裝，而用于這些用途時，選用便攜式超聲波流量計既方便又經(jīng)濟。3.3 時差式超聲波流量計目

30、前生產(chǎn)最多、 應(yīng)用范圍最廣泛的是時差式超聲波流量計。 它主要用來測量 潔凈的流體流量， 在自來水公司和工業(yè)用水領(lǐng)域， 得到廣泛應(yīng)用。 此外它也可以 測量雜技含量不高 (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，而且精度可達 1.5% 。實際應(yīng)用表明，選用時差式超聲波流量計， 對相應(yīng)流體的測量都可以達到滿意的效果。3.4 管道式超聲波流量計精度最高，可達到 0.5% ，而且不受管道材質(zhì)、襯里的限制，適用于流量測 量精度要求高的場合。但隨著管徑的增大，成本也會隨增加，通常情況下，選用 中小口徑的管段式超聲波流量計，較為經(jīng)濟。3.5 固定式超聲波流量計如果有足

31、夠的安裝空間， 使用插入式換能器代替外貼式換能器， 徹底消除了 管襯、結(jié)垢及管壁對超聲波信號衰減的影響， 測量穩(wěn)定性更高， 也大大減小了維 護工作量。 而且，由于插入式換能器也可以不斷流安裝， 所以其應(yīng)用正在不斷推 廣。有的廠家推出了內(nèi)部為數(shù)字化電路的超聲波流量計， 其特點是采用數(shù)字電路 處理信號，糾錯能力增強，取樣及時，精度提高 （模擬電路的精度為 1.5% ，數(shù) 字電路可以達到 1.0%） ，而且集成度提高，儀表體積大大減小，有多種信號輸 出模式供選擇， 在實際應(yīng)用也取得了很好的效果。 用戶在使用中可以和模擬電路 的超聲波流量計進行比較。超聲波流量計的功能選擇， 用戶可以根據(jù)實際情況來確定

32、。 如果測量雙向流 體，一定要選擇帶有正負計量功能的超聲波流量計； 如果用戶需要定期了解流體 在一定時段有流量情況， 可以選擇帶打印機的超聲波流量計。 總之，所選擇的超 聲波流量計的功能既要滿足用戶需要， 也不必貪多求全， 造成許多功能閉置不用， 而增加購買成本。4 超聲波流量計的應(yīng)用超聲波流量計在應(yīng)用中，需要注意以下幾個方面的問題：4.1 正確選擇這是超聲波流量計能夠正常工作的基礎(chǔ)。 如果選型不當(dāng)， 或會造成流量無法 測量，或者用戶使用不做便等后果。具體選型原則，前面已做了詳細的介紹。4.2 合理安裝換能器安裝不合理是超聲波流量計不能正常工作的主要原因。 安裝換能器需 要考慮位置的確定和方式的選擇兩個問題。 確定位置時除保證足夠的上、 下游直 管段外，尤其要注意換能器盡量避開有變頻調(diào)速囂、電焊機等污染電源的場合。 在安裝方式上，