一、超聲波流量(liàng)計
在(zài)流動的流體中(zhōng)傳播時就(jiù)載上流體流速的信息。因此通過接收到的超聲波(bō)就可以(yǐ)檢測出流體的流速，從而換算成流量。超聲(shēng)脈沖穿過管道從一個傳感器(qì)到達另一個傳感器，就像一個渡(dù)船的(de)船夫在橫(héng)渡一條河。當氣體不(bú)流動時，聲脈沖以相同的速度(聲速(sù)，C)在兩個方向上傳(chuán)播。如果管道中的(de)氣(qì)體有一定流速V(該流(liú)速不等于零)，則順着流動方向(xiàng)的聲(shēng)脈沖會傳(chuán)輸得快些，而逆着流動方向的聲脈沖會傳輸(shū)得慢些(xiē)。這(zhè)樣，順流傳輸時間tD會短些(xiē)，而逆流傳(chuán)輸時間tU會長些。這裏所(suǒ)說(shuō)的長些或短些都是(shì)與氣體(tǐ)不流動時的傳輸時間相比而言；根據檢測的方式，可分爲傳播速度差(chà)法、多(duō)普勒法、波束偏移法、噪聲法及相關法(fǎ)等不同類型的超聲(shēng)波流量計。起聲波流量計(jì)是近十幾年來(lái)随着集成電路技術迅速(sù)發展才開始應用的一種。
根據對信号檢測的原理，目前超聲波流(liú)量計大緻(zhì)可分傳播速度差法(包括(kuò)：直接時差法、時差法、相位(wèi)差法、頻差(chà)法)波束偏移法(fǎ)、多普勒法、相關法、空(kōng)間濾波法及噪(zào)聲法等類(lèi)型。其(qí)中以(yǐ)噪聲法原(yuán)理及結構簡單，便于測量(liàng)和攜帶，價格便宜但(dàn)準确度較低，适(shì)于在流量測量準确度要求不高的場合使用。
由于(yú)直接時差(chà)法、時差法(fǎ)、頻差(chà)法和相位差法的基本原(yuán)理都是通過測量超(chāo)聲波脈沖順流和逆流傳報時(shí)速度之差來反映流體的流速的，故又統稱爲傳播速度差法。其中頻差法和時差法克服了聲速随流體溫度變化帶來的誤差，準确度較高，所(suǒ)以被廣泛采用。按照換能器的配置(zhì)方法不同，傳播速度差撥又分爲：Z法(透過法)、V法(反射法)、X法(交叉法)等。
波束偏移法是利用超聲波束(shù)在流(liú)體中的傳播(bō)方向(xiàng)随流體流速變化而産生偏移來反映流(liú)體流速的，低流速時，靈敏度(dù)很低适用性不大.
多普(pǔ)勒法是利用聲學多普勒原理，通過測量不(bú)均(jun1)勻(yún)流體中散射體散射(shè)的超聲波多普勒頻移來确定(dìng)流體流量的，适用于含懸浮顆粒、氣泡(pào)等流體流量測量。
相關(guān)法是利用相關技術測量流量，原理(lǐ)上，此法(fǎ)的測量準确度與流體中的(de)聲速無關，因而與流(liú)體溫度，濃度等無(wú)關(guān)，因而(ér)測量準确度高，适用範圍廣。但相關器價格貴，線路比較複(fú)雜。在微處理機普及應用後，這個缺點(diǎn)可以克服。
噪聲法(聽音法)是(shì)利用管道内流體(tǐ)流動時産生的噪聲與流體的流速有關的原(yuán)理，通過(guò)檢測噪(zào)聲表示流(liú)速或流量值。其方法簡單，設備價格便宜，但準确度低。
以上(shàng)幾(jǐ)種方(fāng)法各有特點，應根據被測流體性質.流(liú)速分布情況、管路安裝(zhuāng)地點以及對測量準确度的要求等因素進行選擇。一般說來由于工業生産中工質的溫度常不能保持恒定，故多(duō)采用頻(pín)差法及時差法。隻有在管徑很(hěn)大時才(cái)采用直接時差法。對換能器安裝方法的選擇原則一般是：當流(liú)體沿(yán)管軸平行流動時，選用Z法；當流動方(fāng)向與管鈾不平行或管路安裝地點(diǎn)使換能器安裝間隔受到限制時，采用V法或X法。當流場(chǎng)分布不均勻(yún)而表前直管段又較短(duǎn)時(shí)，也(yě)可采用多聲(shēng)道(例如雙聲道或四聲道)來克服流(liú)速(sù)擾動帶來的(de)流量測量(liàng)誤差。多普勒法适于(yú)測量兩相流，可避免常(cháng)規(guī)儀表由懸浮(fú)粒或(huò)氣泡造成的堵塞(sāi)、磨損、附着而不能運行的弊病，因而得以迅速發展。随着工業(yè)的發展及(jí)節能工作(zuò)的開展，煤油混合(COM)、煤水泥合(CWM)燃料的輸送和應用以及燃料油加水助燃等節能方法的發展，都爲多普勒超聲波流量(liàng)計應用開辟廣(guǎng)闊前景。
二、構成：
超聲波流量計(jì)
由超(chāo)聲(shēng)波換能器、電子線路及流量顯示和累積系統三部分(fèn)組成。超聲波流(liú)量計的電子線路包括發(fā)射、接收、信号(hào)處理和顯示電路。測得的瞬時流量和累積流(liú)量值用數字量或模(mó)拟量顯示。超聲波發射換能器将電能(néng)轉換(huàn)爲超聲波能量，并将(jiāng)其發射到被測流體中，接收器接收到的(de)超聲(shēng)波信号，經(jīng)電子(zǐ)線路(lù)放大并轉換爲(wèi)代表流量的電信号供給顯示和積算儀(yí)表進行顯示和積算。這樣就實現了流量(liàng)的檢(jiǎn)測和顯示。超聲波流(liú)量計常用壓電換能器。它利用壓電材料的壓電效應，采用适出的發射電路把電能加到發(fā)射換能器的壓電元件上，使其産生超聲波振勸。超聲波(bō)以某一角度射入流體中傳播，然後由接收換能器(qì)接收，并經(jīng)壓電(diàn)元件變爲電能，以(yǐ)便檢測。發射換能器利用壓(yā)電元件的逆壓電效(xiào)應，而(ér)接收換能器則是利用(yòng)壓(yā)電效應。
三、優點：超聲波流量計非接觸式儀表(biǎo)，适于測量不易接觸和觀察的流體(tǐ)以及大管徑流量。它與水位計(jì)聯動(dòng)可進行敞開水流的流量測量。使用(yòng)超聲波流量計，不用(yòng)在流體中安裝測量元件，故不會改變流體的流動狀态，不産(chǎn)生附加阻力，儀表的安裝及檢修均可不影響生産管線運行(háng)因而是一種理想的節能型流量計。多普勒法超聲波流量計可測雙相介(jiè)質的流量，故可(kě)用(yòng)于下水道及排污水等髒污流的測量。在發電廠中，用便攜式超聲波流(liú)量計測量水輪機進水量、汽輪機循環(huán)水量等大管(guǎn)徑流量，比過去的皮脫管流速計方便(biàn)得多。超聲被(bèi)流量汁也可用于氣(qì)體測量。管徑的适用範圍從2cm到5m，從幾米寬的明渠、暗渠到500m寬的河流都可适用。
四、缺(quē)點：主要是可測流體的溫度範圍受超聲波換能鋁及換能器與管道之間的耦合材料耐溫(wēn)程度的限制，以及高溫下被測流體傳聲(shēng)速度的原始數據不(bú)全。目前(qián)我國隻能用于測量200℃以下(xià)的流體。另外，超聲波流量計的測量線(xiàn)路比一般流量計複雜。這是因爲，一般工業計量中液體(tǐ)的流(liú)速常常是每秒幾米(mǐ)，而聲(shēng)波在液體中(zhōng)的傳播速度約爲1500m/s左右(yòu)，被測流體流速(流量)變化帶給聲速的變化量zui大也是(shì)10-3數量級(jí).若要求測量流速的準确度(dù)爲1%，則對聲速(sù)的測(cè)量準确度需爲10-5～10-6數(shù)量級，因此必須有(yǒu)完善的測量線路才能實現，這(zhè)也正是超聲波流量計(jì)隻有在(zài)集成電路(lù)技術迅速發展的前題下才能得到實際應用的原(yuán)因。
五、超聲波流量(liàng)計安裝步驟
安裝超流可按照(zhào)以(yǐ)下步驟操作：
一：觀察安裝現場管道是否滿足直管段*D後5D以及離泵30D的距離。(D爲(wèi)管道内直徑)
二：确認管(guǎn)道内流體介質以及是否滿(mǎn)管。
三：确認(rèn)管道材質以及壁厚(充分(fèn)考慮到管(guǎn)道内壁結垢厚度)
四(sì)：确認管道(dào)使用年限(xiàn)，在使用10左右的管(guǎn)道，即使是碳鋼材質，也(yě)采用插入(rù)式安裝。
五：前四步驟完成後可确認使用何種傳感器安裝
六：開始(shǐ)向表(biǎo)體輸入參數以确定安裝距離。
七(qī)：非常重要：精确測量出安裝(zhuāng)距離。
(1) 外夾式可選安裝傳感器大概(gài)距離，然後不斷調試活動傳感器以達到信号和傳(chuán)輸比
的匹配
(2) 插入使(shǐ)用工具測量管道上安裝(zhuāng)點距離，這(zhè)個距離很重(zhòng)要，它(tā)直接影響表的
實際測量精度，所以進行多次測量以求較高精(jīng)度。
八：安(ān)裝傳感器——調試信号——做(zuò)防水——歸整好信号電纜——清理現場線頭等廢棄(qì)物 ——安裝結束——驗收簽字
六、超聲波流量計(jì)使用(yòng)中常見問題：
1、 超聲波流量計(jì)探頭使用一段時間，會出現不定期的報警。尤其是輸(shū)送介質雜質較多時，這種問題會較常見。解決辦法：定期清理探頭(建(jiàn)議一年清理一次)。
2、 超聲波流量計(jì)輸送介質含有(yǒu)水等液體雜質時，流量計(jì)引壓管容(róng)易産生積液，氣(qì)溫較低時會出現引壓管(guǎn)凍堵現象，尤其(qí)在北方地區冬(dōng)季較常見。解(jiě)決辦法：對引壓管進行吹掃或加(jiā)電伴熱
超聲波在傳播過程中(zhōng)，由于受介質和介質(zhì)中雜(zá)質的阻礙或吸收，其(qí)強度會産生衰減。不論是超聲波流量計還是(shì)超聲波物位計，對(duì)所接受的聲波強(qiáng)度都有一定要求，所以都要對各種衰減進行抑制。
