超声波流量计原理与选用

超声波流量计工作原理及常见问题概述一、工作原理1、概述超声流量计是一个测量仪表，它利用声学原理来测定流过管道的流体的流速。

在气体的测量现场主要的检测元件包括一对或几对超声传感器。

这些传感器都安装在管壁上，每一组传感器的表面都彼此具有规定的几何关系。

由一个传感器发射的超声脉冲由同一组内另一个传感器接收，反过来也如此。

Q.Sonic-3 采用了一个单反射声道的方案，在对面的管壁处声脉冲有一次反射。

此方案使声道的总长度增加，从而能改善分辨率（灵敏度）并拓宽流量计的范围度，如图2-1所示。

图2-1 信号反射路径2 、流速的测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；这样就有：LtD = ——————— -------------- (2.1)C + V • cos和LtU = ——————— -------------- (2.2)C — V • cos式中，L代表两个传感器之间声道的直线长度，可按下式确定L：L D—— = ———— -------------- (2.3)2 sin^采用电子学手段来测量此传输时间。

根据时间倒数的差，可按下式计算流速V^ L 1 1V = ————(—————)-------(2.4)2cos tD tU一般说来，沿管道横截面的流速并不是一个固定不变的常量。

在流过很长圆管的定常无涡流的流体中，流速仅是径向位置的函数。

通常称此函数为充分发展的速度分布（剖面），可以用如下的半经验幂律公式来近似它：1V(r)=Vmax(1———) n -------------（2.5）R式中，r是在半径上的位置，R是管道的半径，n是雷诺数Re和管内壁粗糙度的函数。

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。

超声波流量计原理及应用超声波流量计原理及应用吐尔逊古丽（独山子石化公司炼油厂仪表车间新疆独山子833600 ）摘要：超声波流量计广泛应用于我厂各生产装置，其检测的介质有水、烃类、碱液等。

我厂采用的超声波流量计有国产、国外的多种型号和规格。

和传统的机械式流量仪表、电磁式流量仪表相比它的计量精度高、对管径的适应性强、非接触流体、使用方便、易于数字化管理等等。

文章讨论了利用超声波流量计测量液体流量的有关问题，重点阐明了超声波流量计的测量原理、分类，安装、使用。

一.超声波流量计原理：超声波流量计广泛应用于我厂各生产装置，其检测的介质有水、烃类、碱液等。

我厂采用的超声波流量计有国产、国外的多种型号和规格。

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。

它与水位计联动可进行敞开水流的流量测量。

使用超声波流量比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。

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。

另外，超声测量仪表的流量测量准确度几乎不受被测流体温度、压力、粘度、密度等参数的影响，又可制成非接触及便携式测量仪表，故可解决其它类型仪表所难以测量的强腐蚀性、非导电性、放射性及易燃易爆介质的流量测量问题。

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。

二、超声波流量计特点：优点：它是一种非接触式流量测量仪表，可测量液体、气体介质的体积流量，除具有电磁流量计的优点（无压力损失、不干扰流场、能测量强腐蚀性介质、含杂质污物的介质等）夕卜，还可测量非导电介质的流量，而且不受流体压力、温度、粘度、密度的影响；通用性好，同一台表可测不同口径的管道内的介质流量；安装维修方便，不需要切断流体，不影响管道内流体的正常流通。

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。

超声波流量计工作原理及分类和选型应用2022年12月13日05:05生意社生意社12月13日讯一、CCS超声波流量计的工作原理及分类超声波流量计是一种利用超声波脉冲来测量流体流量的速度式流量仪表，如果在现场配以温度、压力仪表，经过密度补偿，还可以求得质量流量。

当超声波在流动的介质中传播的时候，相对于固定的坐标系统而言（如管道中的管壁），其声波的某些声学特性与静止介质中的声特性是不同的，在其基础上又叠加上了流体的流速信息，因而根据超声波某些声学特性随流速的变化就可以求出介质的流速。

超声波流量计根据测量原理的不同，种类较多，大致可以分为以下几类：1.传播速度法（时差法、相位差法和频差法）2.多普勒法3.相关法4.波束偏移法等。

但是目前最常采用的测量方法主要有两类：时差法和多普勒效应法。

同时，根据超声波流量计使用场合不同，可以分为固定式超声波流量计和便携式超声波流量计二、超声波流量计的选型应用根据原理不同：1、多谱勒式超声波流量计的选型多普勒法超声波流量计依靠水中杂质的反射来测量水的流速，因此适用于杂质含量较多的脏水和浆体，如城市污水、污泥、工厂排放液、杂质含量稳定的工厂过程液等，而且可以测量连续混入气泡的液体。

但是根据测量原理，被测介质中必须含有一定数量的散射体（颗粒或气泡），否则仪表就不能正常工作。

2、时差式超声波流量计的选型目前生产最多、应用范围最广泛的是时差式超声波流量计。

它主要用来测量洁净的流体流量，在自来水公司和工业用水及江河水、回用水领域，得到广泛应用。

时差式超声波流量计此外可以测量杂技含量不高(杂质含量小于10g/L，粒径小于1mm)的均匀流体，如污水等介质的流量，但不能测量含有影响超声波传播的连续混入气泡或体积较大固体物的液体。

在这种情况下应用，应在换能器的上游进行消气、沉淀或过滤。

在悬浮颗粒含量过多或因管道条件致使超声信号严重衰减而不能测量时，有时可以试降低换能器频率，予以解决。

而且精度可达±1%。

超声波流量计的测量原理超声波流量计超声波流量计是一种非接触式流量测量仪表，近20多年发展迅速，已成为流量测量仪表中一种不可缺少的仪表。

尤其在大管径管道流量测量，含有固体颗粒的两相流的流量测量，对腐蚀性介质和易燃易爆介质的流量侧量，河流和水渠等敞开渠道的流量及非充满水管的流量测量等方面，与其他测量方法相比，具有明显的优点。

超声波流量计的测量原理超声波流量计是利用超声波在流体中的传播特性实现流量测量的。

电磁流量计超声波在流体中传播时，将载上流体流速的信息。

因此，通过接收到的超声波，就可以检测出被测流体的流速，再换算成流量，从而实现测量流量的目的。

利用超声波测量流且的方法很多。

根据对信号检测的方式，大致可分为传播速度法、多普勒法、相关法、波束偏移法等。

在工业生产测量中应用传播速度法最为普遍。

1.传播速度法根据在流动流体中超声波顺流与逆流传播速度的视差与被测流体流速有关的原理，检测出流体流速的方法，称为传播速度法。

很据具体测最参数的不同，又可分为时差法、相差法和频差法。

传播速度法的基本原理如图2.59所示。

远传式水表从两个作为发射器的超声换能器T, , T,发出两束超声波脉冲。

各自达到下、上游两个作为接收器的超声换能器R，和RZ。

设流体静止时超声波声速为C，发射器与接收器的间距为L。

则当流体速度为时，顺流的传播时间为式中，L, C均为常量，所以只要能测得时差At，就可得到流体流速。

，进而求得流最p。

这就是时差法。

时差法存在两方面间题:一是计算公式中包括有声速C，可拆卸螺翼式水表它受流体成分、沮度影响较大，从而给测量带来误差;另一是顺、逆传播时差At的数量级很小(约为10-’一10"9s),测量Lt，过去需用复杂的电子线路才能实现。

相差法是通过测量上述两超声波信号的相位差△lp来代替测量时间差6r的方法。

如图2.61，设顺流方向声波信号的相位为9).二“:;逆流方向声波信号的相位为T2 =则结合式(2.56)可得逆、顺流信号的相位差为式中。

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。

超声波流量计的原理及应用超声波流量计是一种利用超声波技术实现测量流体流量的仪器。

它具有非接触式、无移动部件、高精度、可重复性好、测量范围宽等优点，因此被广泛应用于工业自动控制和流量测量领域。

本文将介绍超声波流量计的原理及其应用。

超声波流量计的测量原理主要是利用超声波在不同介质中传播速度不同而实现的流量测量。

超声波是一种高频振动波，其频率一般在20 kHz~10 MHz之间。

在超声波流量计中，通常使用2~3 MHz的超声波。

超声波在流体中传播时，其传播速度会受到流体速度和温度的影响。

当超声波从流体中穿过时，其传播速度将发生变化。

当超声波沿一定角度入射流体中时，其传播速度的改变量将与流体速度成正比。

超声波流量计通常采用时差测量方式进行测量。

即通过超声波在被测流体中传播的时间差来计算流体速度。

通常使用两个或多个超声波探头，其中一个探头发出超声波，被测流体中的另一个探头接收超声波的反射信号，两个探头之间的时间差就是流体速度的测量值，进而可以确定流量值。

1、水处理行业超声波流量计广泛应用于水处理行业，用于测量工业水用量、废水排放量、流量控制等。

在水处理过程中，精确测量水的流量对于实现稳定的水处理有着至关重要的作用，超声波流量计以其非接触式、高精度等特点成为了水处理行业中首选的流量计。

2、石油和化学行业超声波流量计在油气开采及化学加工领域中的应用越来越广泛。

它可以用来测量原油、石油产品、液化气、化学液体等的流量。

在化学工业中，超声波流量计则被用于测量反应器中的流量，以控制反应条件。

3、食品及制药行业超声波流量计在食品及制药行业中也有广泛应用。

在食品加工过程中，超声波流量计可以用于测量牛奶、汁、饮料、啤酒等液体的流量，以确保食品加工的质量；在制药行业中，超声波流量计可以被用来测量制药过程中的流量，以确保药品的品质和稳定性。

4、供水及暖通行业超声波流量计也可以用于测量冷热水的流量，在供水及暖通行业中应用广泛。

在室内水、燃气等流体计量方面，超声波流量计在多个领域都有广泛的应用。

超声波流量计的原理及应用超声波流量计是一种用于测量液体或气体流量的设备，它通过测量超声波传递的时间和频率差异等特性来计算流量。

该设备使用了无液体接触测量原理，因此可以应用于包括腐蚀性、高压力、高温度和高粘度的各种介质，优点非常显著。

超声波流量计的基本原理是依据多普勒效应法，并结合了经典的时间差法和互补反射等信号处理技术。

具体来说，当液体或气体流经超声波流量计时，会产生超声波的反射，通过测量超声波的传播时间和频率差异来计算流量。

在使用中，超声波流量计通过超声波传感器向流体发射超声波信号。

当超声波信号被液体或气体接收并反射回来时，传感器接收到反射的信号并进行处理。

传感器能够通过测量反射的时间和频率差异来计算液体或气体的流量。

超声波流量计应用广泛，包括化工、石油、机械、电力、环保和汽车等领域。

超声波流量计在这些领域有以下几个应用。

1. 化学工业在化学工业中，超声波流量计广泛应用于流体的传输和计量，例如用于反应槽中的液化学物质的供应、流量的控制和实时反馈控制，从而提高生产效率和可靠性。

2. 石油和石化行业在油田和石油炼制过程中，超声波流量计可以精确测量原始油、天然气和天然氧气的流量，以便监测生产效率和评估油气储量。

此外，超声波流量计还可以用于潜油泵和增压泵等设备的卡口测量和粘度控制。

3. 机械工业在机械工业中，超声波流量计可以应用于流体传输和监测，用于控制流体的供应，例如金属切削机床的切割液流量监测。

此外，超声波流量计还可以用于监测压缩空气、氧气和氮气等气体的流量。

4. 环境保护在环境保护方面，超声波流量计可以应用于排污管道和废水处理装置等设施中的流量监测。

此外，在水文学研究中，超声波流量计可用于测量水流量和测量河流、水库和水道中的水位高度。

总之，超声波流量计是一种高性能的测量设备，通过无液体接触测量原理可适用于各种介质。

在各种工业和环境应用中，超声波流量计都具有广阔的空间，其精确性、可靠性和稳定性在许多领域得到广泛应用。