下载文档原格式
超声波流量计的原理及应用超声波流量计是一种利用超声波技术来测量流体流量的仪器。
它通过发送超声波脉冲，测量超声波在流体中的传播时间来确定流速，并根据流速和管道截面积计算出流量。
超声波流量计的原理是基于多普勒效应和声速传播原理，广泛应用于工业自动化、环保监测、水利水电、石油化工等领域。
超声波流量计的工作原理主要包括声速传播原理和多普勒效应两部分。
首先是声速传播原理，超声波在流体中传播的速度与流体的流速有关，当超声波沿着流体流动方向传播时，其传播速度会受到流体流速的影响。
根据声速传播原理，测量超声波在流体中传播的时间可以得到流速的信息。
其次是多普勒效应，当超声波遇到流体流动时，因为流体流速的影响导致超声波的频率发生变化，这种变化即为多普勒效应。
通过测量多普勒频移，可以得到流体的流速信息。
超声波流量计的应用范围非常广泛，包括但不限于以下几个方面：一、工业自动化领域在工业生产中，流量是一种重要的工艺参数，对流体的流量进行准确测量是保证工业生产质量的关键。
超声波流量计可以应用于水泥、化工、冶金、造纸等行业，用于测量水、蒸汽、液体或气体等的流量。
其非侵入式的测量方式保证了测量的准确性和稳定性，广泛应用于工业自动化生产中。
二、环保监测领域超声波流量计在环保监测领域也有着重要的应用。
在污水处理厂、水处理设备等环境中，需要对流体的流量进行监测和控制，以保证环境保护的需要。
超声波流量计可以应用于这些领域，通过对流体流速和流量的准确测量，实现对环保设备的高效运行和环境保护的实现。
三、水利水电领域水力发电厂、水库、水泵站等水利水电设施对水流量的监测和管理非常重要。
超声波流量计可以应用于这些领域，用于准确测量水流速和水流量，帮助实现对水资源的合理利用和水利工程的安全运行。
四、石油化工领域在石油化工领域，对流体流量的准确测量是保障生产质量和安全的重要环节。
超声波流量计可以应用于原油、天然气、炼油、化肥等领域，用于测量液体和气体的流量，并实现对生产过程的准确控制。
超声波流量计参数
超声波流量计是一种非侵入式测量流量的仪器，其优点包括不需要动态计量件、不会影响管道流动，而且精度高、可靠性好。
超声波流量计广泛应用于水利工程、化工、环保、食品、制药等领域。
超声波流量计的参数有哪些？
1. 测量范围与精度
超声波流量计的测量范围一般在0.1m/s-10m/s之间。
一般来说，测量范围越大，对管道的要求也就越高，精度会相应下降。
而测量精度一般为±1%-±2%。
2. 测量介质
超声波流量计适用于各种液体介质的流量测量，包括清水、脏水、酸碱溶液、石油、天然气等。
3. 测量管径
超声波流量计适用于大多数管道的流量测量，一般管径范围在10mm-
6000mm之间。
而且可以适用于椭圆形、矩形、异型管等。
4. 工作温度和压力
超声波流量计在工作时要注意其工作温度和工作压力，以免影响测量精度。
一般来说，温度范围通常在-30℃-90℃之间，压力范围通常在正压力0MPa-
4.0MPa之间，多采用大口径管道的应用场合压力要求低。
5. 材料
超声波流量计的测量传感器和管道部分都是由不同材质制成，根据不同介
质对材料的需求不同，但通常为高强度不锈钢、碳钢、PVC等材料，比较耐腐蚀。
6. 通信接口
超声波流量计采用数字化信号输出，可以与计算机或PLC通讯，进行数据
传输和监控。
总的来说，超声波流量计的参数主要包括测量范围、测量精度、测量介质、测量管径、工作温度和压力、材料和通信接口。
不同场合和不同介质要求的参
数是不同的。
超声波流量计校验方法宝子！今天咱们来唠唠超声波流量计的校验方法哈。
一、零点校验。
这就像是给流量计定个初始值呢。
把管道里的流体都放空，让流量计处于没有流量通过的状态。
然后查看流量计显示的数值，正常情况下应该是接近零的。
要是偏差比较大，那可就得调整一下啦。
就像给一个刚睡醒迷迷糊糊的小宝贝纠正姿势一样，得让它从最基础的状态就准确起来。
二、标准表比对法。
这个方法可就像是找个学霸来和它作比较呢。
找一个已经校准过的、精度更高的标准流量计，把它和要校验的超声波流量计安装在同一段管道上。
让流体在管道里正常流动，然后同时记录两个流量计的读数。
如果两个读数相差在允许的误差范围内，那咱这个超声波流量计就还挺靠谱的。
要是差得太多，那就得好好检查检查是哪里出问题喽。
这就好比两个人参加同一场考试，答案要是差太多，肯定有一个是有状况的。
三、容积法校验。
这就有点像给它来个大考验啦。
找一个已知容积的容器，比如说大水箱之类的。
先把容器里的水排空，然后让超声波流量计计量流入这个容器的水量。
当容器被装满的时候，看看流量计显示的流量数值计算出来的水量和容器实际的容积是不是差不多。
要是不一样，那就要调整流量计的系数之类的啦。
就像是给它一个具体的任务量，看它能不能完成得漂亮。
四、流速法校验。
这种方法呢，就是通过测量管道内的流速来校验。
我们可以用一些专门测量流速的仪器，像流速仪之类的。
在管道的几个不同位置测量流速，然后根据管道的横截面积算出流量。
再和超声波流量计显示的流量对比。
如果不一样，那也得找找原因，是超声波流量计的传感器安装有问题，还是它本身的计算程序有小毛病呢？这就像是从不同的角度去审视一个人的能力一样，多方面考察才能更准确。
校验超声波流量计虽然有点小复杂，但只要按照这些方法来，就可以让它好好工作，准确测量流量啦。
宝子，你要是还有啥不明白的，随时再问我哦。
。
超声波流量计的原理及应用
超声波流量计是一种用来测量液体或气体的流量的仪器。
它利用超声波的传播速度与
流体流动速度的关系来测量流量，因此也被称为“声速流量计”。
超声波流量计的原理是通过将超声波传输到流体中，然后测量超声波在流体中传播的
时间差来计算流速。
在超声波流量计中通常使用两种超声波的传输方式：一种是由传感器
发送一个超声脉冲，并测量超声波从发射到接收的时间差，另一种是通过测量超声波在流
体中传播时的传播速度来计算流速。
超声波流量计的应用非常广泛。
它可以测量液体或气体的流量，包括水、天然气、石油、化学药品等。
在工业领域，超声波流量计可以用于监测流体在管道中的流量，例如在
石油和化工工艺中用于监测原料、产品和废液的流量。
超声波流量计也广泛应用于水处理、供暖、空调、能源监测和自动化控制等领域。
超声波流量计有许多优点。
它的测量范围广，可以适用于多种流体和管道尺寸。
它不
会改变流体的温度、压力和化学性质，对被测流体没有影响。
超声波流量计具有精确测量、稳定可靠、响应迅速和易于安装和使用等优点。
超声波流量计也有一些局限性。
它对流体的性质有一定的要求，例如需要液体或气体
中含有至少5%的可溶性固体或不溶性固体。
长时间使用会导致传感器的磨损，降低测量精度。
超声波流量计的价格相对较高，不适合小型工程和个体用户。
超声波流量计是一种广泛应用于工业和科学领域的流量测量仪器。
它具有精确测量、
稳定可靠、响应迅速和易于安装和使用等优点，但也需要注意一些局限性，如对流体性质
的要求和价格较高等。
超声波流量计量程范围
超声波流量计是一种流量测量设备，用于测量液体和气体的流速、流量以及瞬时流量。
它采用了超声波技术，无需插入式流量计，可以测量管道内的任何流体，比如水、汽油、柴油、液化气等。
超声波流量计的量程一般有两种：标准量程和扩展量程。
标准量程的流速范围从0.2m/s至25m/s，流量范围从0.1m3/h至5000m3/h，可以满足大部分常见的应用场合。
扩展量程的流速范围从0.1m/s至100m/s，流量范围从0.1m3/h至10000m3/h，可以满足更高要求的应用场合。
超声波流量计的量程范围可以根据客户的需要而定，也可以根据具体应用场合选择合适的量程范围。
例如，在工业应用中，需要测量的流量范围可以比较大，这时候可以使用扩展量程的超声波流量计；如果是家庭用户消费的流量范围，则可以采用标准量程的超声波流量计。
超声波流量计的量程范围还可以根据环境温度来确定。
当环境温度较低时，可以采用低量程范围；当环境温度较高时，可以采用高量程范围。
超声波流量计的量程范围是非常丰富的，可以根据客户的需求和应用场合，以及环境温度来确定合适的量程范围。
它可以满足不同的
应用需求，是一种非常有效的流量测量设备。
超声波流量计-百度百科
JK系列超声波流量计/超声波热量表/超声波工业水表通过高精度时间数字转换芯片对超声波传输时间进行测量，有效克服零点漂移、小流量测量误差大等问题；综合利用频差法和时差法，使用实时声速、温度补偿等技术对流量进行补偿；人机接口画面丰富，支持多种通信方式；产品具有稳定性好、零点漂移小、测量精度高、量程比宽，抗干扰性强等特点。
超声波流量计产品特点
1、全系列产品流量测量精度优于1.0级；
2、支持多声道测量，默认为双声道，有效提高了仪表在复杂流体状态中的测量准确性和可靠性；
3、综合采用频差法和时差法测量技术，声速自动补偿，时间分辨率达到45皮秒，有效避免零点漂移，提高了小流量测量精度；
4、支持RS485通信，具有4~20mA变送功能，与企业能源管理系统集成更加方便；
5、支持AC 220V、DC 24V两种电源输入方式；
6、主机与探头类型多样化，可根据现场需求搭配使用，能够满足特殊环境的安装与测量；
7、人机界面丰富，使用操作便捷。
嘉可自动化仪表的超声波流量计产品种类齐全，主要有手持式超声波流量计、便携式超声波流量计、外夹式超声波流量计、插入式超声波流量计、管道式超声波流量计、固定式超声波流量计、一体式超声波
流量计、分体式超声波流量计、模块式超声波流量计、超声波工业水表、电池供电型超声波水表、超声波冷/热量表等。
超声波流量计方案一、引言超声波流量计是一种常见的流量测量设备，通过利用超声波的传播特性实现对流体流量的测量。
它具有测量准确、无压力损失、无移动部件等优点，在工业生产中得到广泛应用。
本文将介绍超声波流量计的基本原理、常见类型以及应用案例，为读者提供一个全面了解和选用超声波流量计的方案。
二、基本原理超声波流量计通过发射超声波脉冲到流体中，利用声波在流体中传播的速度差异来测量流速。
其工作原理基于多普勒效应，即当声波遇到流体运动时，波长会发生变化，从而实现对流速的测量。
常见的超声波流量计包括传输时间差法和多普勒效应法，下面将分别进行介绍。
2.1 传输时间差法传输时间差法是一种基于声速差异原理的测量方法。
超声波流量计通常由两个传感器组成，一个作为发射器向下游发射超声波信号，另一个作为接收器接收信号。
超声波在流体中传播的速度取决于流体的物理性质以及流速。
当超声波流经流体时，由于流体的速度不同，传输时间会发生变化。
通过测量声波传播的时间差，可以计算出流体的平均流速。
2.2 多普勒效应法多普勒效应法是一种基于声波频率变化原理的测量方法。
超声波流量计的传感器通常同时具备发射和接收功能。
当超声波与流体运动相互作用时，声波的频率会发生变化。
对于与流体相对运动的声波而言，当流速较大时，声波频率会增加；当流速较小时，声波频率会减小。
通过测量超声波频率变化，可以计算出流体的实际流速。
三、常见类型根据实际应用需求和流体特性，超声波流量计可以分为不同类型，下面将介绍其中三种常见的类型。
3.1 声速差法超声波流量计声速差法超声波流量计采用传输时间差法进行测量，其原理是通过测量超声波在流体中传播的时间差来计算流体的流速。
该类型的流量计适用于流体中无颗粒或颗粒较小的情况，如液体或气体的流量测量。
3.2 直接时间差法超声波流量计直接时间差法超声波流量计是一种改进的传输时间差法测量方法。
与传统声速差法不同的是，该类型的流量计不再使用两个传感器，而是采用单个传感器进行测量。
超声波流量计原理超声波流量计是一种利用超声波技术来测量流体流速的仪器。
它主要由传感器、转换器和显示器组成。
传感器用于发射和接收超声波信号，转换器用于处理信号并将其转换为流速值，显示器用于显示流速数值。
超声波流量计的原理是利用超声波在流体中传播的速度与流体流速成正比的关系来测量流速。
超声波流量计的原理基于多普勒效应。
当超声波信号穿过流体时，如果流体是静止的，超声波的频率不会发生变化。
但是，如果流体是运动的，超声波的频率会发生变化，这就是多普勒效应。
根据多普勒效应，当超声波与流体运动方向一致时，超声波频率增加；当超声波与流体运动方向相反时，超声波频率减小。
通过测量超声波信号的频率变化，可以计算出流体的流速。
超声波流量计的原理还涉及到超声波在流体中传播的速度。
超声波在流体中传播的速度与流体的密度和压力有关，但与流速无关。
因此，通过测量超声波在流体中传播的速度，可以得到流体的密度和压力，从而计算出流速。
超声波流量计的原理还包括超声波传感器的安装位置。
传感器的安装位置对测量结果有很大影响。
通常情况下，传感器应该安装在流速较大的地方，以保证测量的准确性。
此外，传感器的安装位置还应该避免有气泡、杂质等影响超声波传播的物质，以确保测量的可靠性。
总的来说，超声波流量计的原理是基于超声波在流体中传播的速度与流体流速成正比的关系来测量流速。
它利用多普勒效应和超声波在流体中传播的速度来实现流速的测量。
通过合理安装传感器，可以确保测量结果的准确性和可靠性。
超声波流量计因其测量范围广、精度高、不易受流体性质影响等优点，被广泛应用于工业生产、环境监测、水利水电等领域。
超声波流量计
一、超声波流量计工作原理: 超声波在流动的流体中传播时就载上流体流速的信息。
因此通过接收到的超声波就可以检测出流体的流速，从而换算成流量。
超声脉冲穿过管道从一个传感器到达另一个传感器，就像一个渡船的船夫在横渡一条河。
当气体不流动时，声脉冲以相同的速度（声速，C）在两个方向上传播。
如果管道中的气体有一定流速V（该流速不等于零），则顺着流动方向的声脉冲会传输得快些，而逆着流动方向的声脉冲会传输得慢些。
这样，顺流传输时间tD 会短些，而逆流传输时间tU会长些。
这里所说的长些或短些都是与气体不流动时的传输时间相比而言；根据检测的方式，可分为传播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪声法及相关法等不同类型的超声波流量计。
起声波流量计是近十几年来随着集成电路技术迅速发展才开始应用的一种。
根据对信号检测的原理，目前超声波流量计大致可分传播速度差法(包括：直接时差法、时差法、相位差法、频差法)波束偏移法、多普勒法、相关法、空间滤波法及噪声法等类型。
其中以噪声法原理及结构最简单，便于测量和携带，价格便宜但准确度较低，适于在流量测量准确度要求不高的场合使用。
由于直接时差法、时差法、频差法和相位差法的基本原理都是通过测量超声波脉冲顺流和逆流传报时速度之差来反映流体的流速的，故又统称为传播速度差法。
其中频差法和时差法克服了声速随流体温度变化带来的误差，准确度较高，所以被广泛采用。
按照换能器的配置方法不同，传播速度差拨又分为：Z法(透过法)、V法(反射法)、X法(交叉法)等。
波束偏移法是利用超声波束在流体中的传播方向随流体流速变化而产生偏移来反映流体流速的，低流速时，灵敏度很低适用性不大．
多普勒法是利用声学多普勒原理，通过测量不均匀流体中散射体散射的超声波多普勒频移来确定流体流量的，适用于含悬浮颗粒、气泡等流体流量测量。
相关法是利用相关技术测量流量，原理上，此法的测量准确度与流体中的声速无关，因而与流体温度，浓度等无关，因而测量准确度高，适用范围广。
但相关器价格贵，线路比较复杂。
在微处理机普及应用后，这个缺点可以克服。
噪声法(听音法)是利用管道内流体流动时产生的噪声与流体的流速有关的原理，通过检测噪声表示流速或流量值。
其方法简单，设备价格便宜，但准确度低。
以上几种方法各有特点，应根据被测流体性质．流速分布情况、管路安装地点以及对测量准确度的要求等因素进行选择。
一般说来由于工业生产中工质的温度常不能保持恒定，故多采用频差法及时差法。
只有在管径很大时才采用直接时差法。
对换能器安装方法的选择原则一般是：当流体沿管轴平行流动时，选用Z法；当流动方向与管铀不平行或管路安装地点使换能器安装间隔受到限制时，采用V
法或X法。
当流场分布不均匀而表前直管段又较短时，也可采用多声道(例如双声道或四声道)来克服流速扰动带来的流量测量误差。
多普勒法适于测量两相流，可避免常规仪表由悬浮粒或气泡造成的堵塞、磨损、附着而不能运行的弊病，因而得以迅速发展。
随着工业的发展及节能工作的开展，煤油混合(COM)、煤水泥合(CWM)燃料的输送和应用以及燃料油加水助燃等节能方法的发展，都为多普勒超声波流量计应用开辟广阔前景。
二、构成：超声波流量计由超声波换能器、电子线路及流量显示和累积系统三部分组成。
超声波流量计的电子线路包括发射、接收、信号处理和显示电路。
测得的瞬时流量和累积流量值用数字量或模拟量显示。
超声波发射换能器将电能转换为超声波能量，并将其发射到被测流体中，接收器接收到的超声波信号，经电子线路放大并转换为代表流量的电信号供给显示和积算仪表进行显示和积算。
这样就实现了流量的检测和显示。
超声波流量计常用压电换能器。
它利用压电材料的压电效应，采用适出的发射电路把电能加到发射换能器的压电元件上，使其产生超声波振劝。
超声波以某一角度射入流体中传播，然后由接收换能器接收，并经压电元件变为电能，以便检测。
发射换能器利用压电元件的逆压电效应，而接收换能器则是利用压电效应。
三、优点：超声波流量计非接触式仪表，适于测量不易接触和观察的流体以及大管径流量。
它与水位计联动可进行敞开水流的流量测量。
使用超声波流量计，不用在流体中安装测量元件，故不会改变流体的流动状态，不产生附加阻力，仪表的安装及检修均可不影响生产管线运行因而是一种理想的节能型流量计。
多普勒法超声波流量计可测双相介质的流量，故可用于下水道及排污水等脏污流的测量。
在发电厂中，用便携式超声波流量计测量水轮机进水量、汽轮机循环水量等大管径流量，比过去的皮脱管流速计方便得多。
超声被流量汁也可用于气体测量。
管径的适用范围从2cm到5m，从几米宽的明渠、暗渠到500m宽的河流都可适用。
四、缺点：主要是可测流体的温度范围受超声波换能铝及换能器与管道之间的耦合材料耐温程度的限制，以及高温下被测流体传声速度的原始数据不全。
目前我国只能用于测量200℃以下的流体。
另外，超声波流量计的测量线路比一般流量计复杂。
这是因为，一般工业计量中液体的流速常常是每秒几米，而声波在液体中的传播速度约为1500m／s左右，被测流体流速(流量)变化带给声速的变化量最大也是10－3数量级．若要求测量流速的准确度为1％，则对声速的测量准确度需为10-5～10-6数量级，因此必须有完善的测量线路才能实现，这也正是超声波流量计只有在集成电路技术迅速发展的前题下才能得到实际应用的原因。
五、超声波流量计安装步骤
安装超流可按照以下步骤操作：
一：观察安装现场管道是否满足直管段前10D后5D以及离泵30D的距离。
（D 为管道内直径）
二：确认管道内流体介质以及是否满管。
三：确认管道材质以及壁厚（充分考虑到管道内壁结垢厚度）
四：确认管道使用年限，在使用10左右的管道，即使是碳钢材质，最好也采用插入式安装。
五：前四步骤完成后可确认使用何种传感器安装
六：开始向表体输入参数以确定安装距离。
七：非常重要：精确测量出安装距离。
（1）外夹式可选安装传感器大概距离，然后不断调试活动传感器以达到信号和传输比
最好的匹配
（2）插入使用专用工具测量管道上安装点距离，这个距离很重要，它直接影响表的
实际测量精度，所以最好进行多次测量以求较高精度。
八：安装传感器——调试信号——做防水——归整好信号电缆——清理现场线头等废弃物——安装结束——验收签字
六、超声波流量计使用中常见问题：
1、超声波流量计探头使用一段时间，会出现不定期的报警。
尤其是输送介质杂质较多时，这种问题会较常见。
解决办法：定期清理探头(建议一年清理一次)。
2、超声波流量计输送介质含有水等液体杂质时，流量计引压管容易产生积液，气温较低时会出现引压管冻堵现象，尤其在北方地区冬季较常见。
解决办法：对引压管进行吹扫或加电伴热
超声波在传播过程中，由于受介质和介质中杂质的阻碍或吸收，其强度会产生衰减。
不论是超声波流量计还是超声波物位计，对所接受的声波强度都有一定要求，所以都要对各种衰减进行抑制。
