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什么是超聲波流量計(jì)？

超聲波流量計(jì)是利用超聲波引起的聲振動(dòng)的流量計(jì)，具有無需接觸被測(cè)物體即可進(jìn)行測(cè)量的特點(diǎn)。

有兩種方法，傳播時(shí)間差法和多普勒法。超聲波流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，管道內(nèi)無障礙物，無壓力損失。具有故障少、測(cè)量范圍寬、不受流體密度和粘度影響、測(cè)量精度高等特點(diǎn)。

另外，超聲波流量計(jì)是一種外夾式裝置，可以固定在管道外部測(cè)量腐蝕性流體，而不會(huì)腐蝕傳感器。

超聲波流量計(jì)的應(yīng)用

超聲波流量計(jì)用于測(cè)量管道中移動(dòng)的氣體、液體和固體的流量。具體來說，它經(jīng)常用于控制水處理設(shè)施和工廠中的流體流量。

超聲波流量計(jì)中，如果混有固體或氣泡，傳播時(shí)間差法就無法保證測(cè)量精度。因此，它被用來測(cè)量高純度流體，例如控制半導(dǎo)體工廠中化學(xué)品的流量。另一方面，多普勒方法利用流體中的固體物質(zhì)或氣泡來測(cè)量流量，因此用于測(cè)量懸浮流體的流量，例如污泥和廢水。

超聲波流量計(jì)是一種可以使用傳播時(shí)間差法或多普勒法在管道上安裝和拆卸的夾裝裝置，并且具有從管道外部發(fā)射和接收超聲波的結(jié)構(gòu)。因此，管道內(nèi)沒有障礙物，沒有壓力損失，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單不易發(fā)生故障，并且不受流體密度或粘度的影響。另外，由于無需在配管內(nèi)部配置傳感器等部件，因此可以在不腐蝕部件的情況下測(cè)量腐蝕性流體。

超聲波流量計(jì)原理

超聲波流量計(jì)有兩種類型：傳播時(shí)間差型和多普勒型，每種都有不同的配置。

1.傳播時(shí)間差式超聲波流量計(jì)

傳播時(shí)間超聲波流量計(jì)也稱為傳播時(shí)間超聲波流量計(jì)。目前，傳播時(shí)間差式超聲波流量計(jì)是主流。傳輸時(shí)間型超聲波流量計(jì)將超聲波從上游側(cè)向下游側(cè)（正向）、從下游側(cè)向上游側(cè)（反向）對(duì)角地穿過管道內(nèi)的流體發(fā)射。并接收。

如果流體不運(yùn)動(dòng)，則超聲波在正向的傳播速度與超聲波在反向的傳播速度相同。然而，如果流體處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則沿正方向發(fā)射的超聲波的傳播速度將是流體速度加上速度。

向相反方向傳播的超聲波的傳播速度是該速度減去流體的速度。換句話說，傳播時(shí)間差型超聲波流量計(jì)根據(jù)該速度差計(jì)算流體的速度，然后計(jì)算流量。

傳播時(shí)間差式超聲波流量計(jì)具有這樣的結(jié)構(gòu)和原理，因此流量測(cè)量精度高。但如果液體中存在固體或氣泡，則無法保持測(cè)量精度，無法進(jìn)行測(cè)量。

2.多普勒超聲波流量計(jì)

多普勒超聲波流量計(jì)利用多普勒效應(yīng)。多普勒效應(yīng)是一種以救護(hù)車警報(bào)器的聲音在接近和遠(yuǎn)離時(shí)聽起來不同的現(xiàn)象為代表的效應(yīng)。這是由于當(dāng)聲源接近和遠(yuǎn)離觀察者時(shí)聲波的表觀波長(zhǎng)發(fā)生變化而發(fā)生的現(xiàn)象。

多普勒式超聲波流量計(jì)利用換能器向管道內(nèi)流動(dòng)的流體發(fā)射超聲波，超聲波被流體中的顆粒和氣泡反射的現(xiàn)象。由于這些顆粒和氣泡的反射，接收到不同波長(zhǎng)（頻率）的超聲波。由于該超聲波的頻率變化與流速具有線性關(guān)系，因此可以根據(jù)流速計(jì)算流量。

超聲波流量計(jì)的附加信息

1. 時(shí)差超聲波流量計(jì)中氣泡的相關(guān)問題

用時(shí)差超聲波流量計(jì)測(cè)量氣體或液體的流量時(shí)，測(cè)量值受系統(tǒng)內(nèi)流速分布的影響，因此必須對(duì)流量計(jì)的上游側(cè)進(jìn)行整流。特別是，當(dāng)流體的流速較高時(shí)，測(cè)量設(shè)備的上游和系統(tǒng)內(nèi)很可能發(fā)生空化。當(dāng)發(fā)生空化時(shí)，很可能產(chǎn)生氣泡或混入流體中，從而無法保證傳播時(shí)間超聲波流量計(jì)的測(cè)量精度。

作為氣泡的對(duì)策，可以舉出在設(shè)備的上游側(cè)設(shè)置氣液分離槽的方法。但現(xiàn)有設(shè)備需要改造，成本處于劣勢(shì)。因此，近年來，開發(fā)了超聲波流量計(jì)，具有在氣泡通過時(shí)消除數(shù)據(jù)并測(cè)量流量的功能。

2.外夾式超聲波流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)

流量計(jì)包括容積式流量計(jì)、渦輪流量計(jì)和流通池流量計(jì)，但它們都需要在管道內(nèi)部安裝檢測(cè)構(gòu)件來測(cè)量管道內(nèi)流體的流量。如果是新設(shè)施，可以在設(shè)計(jì)階段確定流量計(jì)的安裝位置并確認(rèn)規(guī)格。

然而，在現(xiàn)有裝置的情況下，需要對(duì)管道進(jìn)行改造，并且有很多情況需要在設(shè)備停止時(shí)進(jìn)行處理。例如，在現(xiàn)有設(shè)施中設(shè)置差壓式流量計(jì)、渦輪式流量計(jì)時(shí)，需要切斷配管等作業(yè)。

然而，外夾式超聲波流量計(jì)不需要配管工作，因此安裝方便，可以輕松安裝在現(xiàn)有設(shè)備中。