一、超聲波流量計工作原理: 超聲波在流動的流體中傳播時就載上流體流速的信息。因此通過接收到的超聲波就可以檢測出流體的流速，從而換算成流量。超聲脈沖穿過管道從一個傳感器到達另一個傳感器，就像一個渡船的船夫在橫渡一條河。當氣體不流動時，聲脈沖以相同的速度（聲速，C）在兩個方向上傳播。如果管道中的氣體有一定流速V（該流速不等于零），則順著流動方向的聲脈沖會傳輸得快些，而逆著流動方向的聲脈沖會傳輸得慢些。這樣，順流傳輸時間tD會短些，而逆流傳輸時間tU會長些。這里所說的長些或短些都是與氣體不流動時的傳輸時間相比而言；根據檢測的方式，可分為傳播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪聲法及相關法等不******型的超聲波流量計。起聲波流量計是近十幾年來隨著集成電路技術迅速發展才開始應用的一種。根據對信號檢測的原理，目前超聲波流量計大致可分傳播速度差法(包括：直接時差法、時差法、相位差法、頻差法)波束偏移法、多普勒法、相關法、空間濾波法及噪聲法等類型。其中以噪聲法原理及結構***簡單，便于測量和攜帶，價格便宜但準確度較低，適于在流量測量準確度要求不高的場合使用。由于直接時差法、時差法、頻差法和相位差法的基本原理都是通過測量超聲波脈沖順流和逆流傳報時速度之差來反映流體的流速的，故又統稱為傳播速度差法。其中頻差法和時差法克服了聲速隨流體溫度變化帶來的誤差，準確度較高，所以被廣泛采用。按照換能器的配置方法不同，傳播速度差撥又分為：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在流體中的傳播方向隨流體流速變化而產生偏移來反映流體流速的，低流速時，靈敏度很低適用性不大．多普勒法是利用聲學多普勒原理，通過測量不均勻流體中散射體散射的超聲波多普勒頻移來確定流體流量的，適用于含懸浮顆粒、氣泡等流體流量測量。相關法是利用相關技術測量流量，原理上，此法的測量準確度與流體中的聲速無關，因而與流體溫度，濃度等無關，因而測量準確度高，適用范圍廣。但相關器價格貴，線路比較復雜。在微處理機普及應用后，這個缺點可以克服。噪聲法(聽音法)是利用管道內流體流動時產生的噪聲與流體的流速有關的原理，通過檢測噪聲表示流速或流量值。其方法簡單，設備價格便宜，但準確度低。
以上幾種方法各有特點，應根據被測流體性質．流速分布情況、管路安裝地點以及對測量準確度的要求等因素進行選擇。一般說來由于工業生產中工質的溫度常不能保持恒定，故多采用頻差法及時差法。只有在管徑很大時才采用直接時差法。對換能器安裝方法的選擇原則一般是：當流體沿管軸平行流動時，選用Z法；當流動方向與管鈾不平行或管路安裝地點使換能器安裝間隔受到限制時，采用V法或X法。當流場分布不均勻而表前直管段又較短時，也可采用多聲道(例如雙聲道或四聲道)來克服流速擾動帶來的流量測量誤差。多普勒法適于測量兩相流，可避免常規儀表由懸浮?；驓馀菰斐傻亩氯?、磨損、附著而不能運行的弊病，因而得以迅速發展。隨著工業的發展及節能工作的開展，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，都為多普勒超聲波流量計應用開辟廣闊前景。
二、構成：超聲波流量計由超聲波換能器、電子線路及流量顯示和累積系統三部分組成。超聲波流量計的電子線路包括發射、接收、信號處理和顯示電路。測得的瞬時流量和累積流量值用數字量或模擬量顯示。超聲波發射換能器將電能轉換為超聲波能量，并將其發射到被測流體中，接收器接收到的超聲波信號，經電子線路放大并轉換為代表流量的電信號供給顯示和積算儀表進行顯示和積算。這樣就實現了流量的檢測和顯示。超聲波流量計常用壓電換能器。它利用壓電材料的壓電效應，采用適出的發射電路把電能加到發射換能器的壓電元件上，使其產生超聲波振勸。超聲波以某一角度射入流體中傳播，然后由接收換能器接收，并經壓電元件變為電能，以便檢測。發射換能器利用壓電元件的逆壓電效應，而接收換能器則是利用壓電效應。
三、優點：超聲波流量計非接觸式儀表，適于測量不易接觸和觀察的流體以及大管徑流量。它與水位計聯動可進行敞開水流的流量測量。使用超聲波流量計，不用在流體中安裝測量元件，故不會改變流體的流動狀態，不產生附加阻力，儀表的安裝及檢修均可不影響生產管線運行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質的流量，故可用于下水道及排污水等臟污流的測量。在發電廠中，用便攜式超聲波流量計測量水輪機進水量、汽輪機循環水量等大管徑流量，比過去的皮脫管流速計方便得多。超聲被流量汁也可用于氣體測量。管徑的適用范圍從2cm到5m，從幾米寬的明渠、暗渠到500m寬的河流都可適用。
四、缺點：主要是可測流體的溫度范圍受超聲波換能鋁及換能器與管道之間的耦合材料耐溫程度的限制，以及高溫下被測流體傳聲速度的原始數據不全。目前我國只能用于測量200℃以下的流體。另外，超聲波流量計的測量線路比一般流量計復雜。這是因為，一般工業計量中液體的流速常常是每秒幾米，而聲波在液體中的傳播速度約為1500m／s左右，被測流體流速(流量)變化帶給聲速的變化量***大也是10－3數量級．若要求測量流速的準確度為1％，則對聲速的測量準確度需為10-5～10-6數量級，因此須***有完善的測量線路才能實現，這也正是超聲波流量計只有在集成電路技術迅速發展的前題下才能得到實際應用的原因。
五、超聲波流量計安裝步驟安裝超流可按照以下步驟操作：
1：觀察安裝現場管道是否滿足直管段前10D后5D以及離泵30D的距離。（D為管道內直徑）
2：確認管道內流體介質以及是否滿管。
3：確認管道材質以及壁厚（充分考慮到管道內壁結垢厚度）
4：確認管道使用年限，在使用10左右的管道，即使是碳鋼材質，***好也采用插入式安裝。
5：前四步驟完成后可確認使用何種傳感器安裝
6：開始向表體輸入參數以確定安裝距離。
7：非常重要：準確測量出安裝距離。 （1） 外夾式可選安裝傳感器大概距離，然后不斷調試活動傳感器以達到信號和傳輸比 ***好的匹配 （2） 插入使用專用工具測量管道上安裝點距離，這個距離很重要，它直接影響表的實際測量精度，所以***好進行多次測量以求較高精度。
8：安裝傳感器——調試信號——做防水——歸整好信號電纜——清理現場線頭等廢棄物 ——安裝結束——驗收簽字
六、超聲波流量計使用中常見問題：
1、 超聲波流量計探頭使用一段時間，會出現不定期的報警。尤其是輸送介質雜質較多時，這種問題會較常見。解決辦法：定期清理探頭(建議一年清理一次)。 2、 超聲波流量計輸送介質含有水等液體雜質時，流量計引壓管容易產生積液，氣溫較低時會出現引壓管凍堵現象，尤其在北方地區冬季較常見。
解決辦法：對引壓管進行吹掃或加電伴熱 超聲波在傳播過程中，由于受介質和介質中雜質的阻礙或吸收，其強度會產生衰減。不論是超聲波流量計還是超聲波物位計，對所接受的聲波強度都有一定要求，所以都要對各種衰減進行抑制。
可變面積式流量計發展史
可變面積式的流量儀表,通常稱為rotameters,是一個具有成本效益的解決方案的液體和氣體的流量測量。可變面積式的流量儀表計具有良好的測量重復性,它提供了過程的穩定性和一致性。外部力量不需要操作;因此,他們提供一個故障安全流量在任何情況下?？勺兠娣e式的流量儀表是由各種濕材料過程流體兼容性、高壓和高溫的條件下,和危險區域。
2。歷史
可變面積式的流量儀表技術被發明在德國超過100年前。一個可變面積流量計通常被稱為一個轉子流量計由于浮子旋轉(旋轉)作為流經過它。旋轉的浮動是一個明確的跡象,說明流體流動。轉子流量計的布魯克斯公司于1946年通過引入一個創新的轉子流量計的設計,不僅用螺栓固定在側板還合銷。這崎嶇的設計贏得了布魯克斯的聲譽已經今天讓米是崎嶇的,耐用,適合困難的應用程序。1958年,布魯克斯介紹了商???率,這是一個行業標準低流量技術,可過程壓力和溫度高導致金屬管米在1960年代和1970年代。這個行業需要遠程監控的過程rotameters創造了更多的機會。布魯克斯與水流警報介紹米,可以設置為一個特定的流點和米提供氣動和模擬輸出與流量。哈特和現場總線通信后來被添加到產品。今天,可變面積計是測量流量的能力與過程壓力接近20000 psi / 1350酒吧,過程流體溫度高達750°F / 420°C。盡管技術是超過100歲,這仍然是一個受人尊敬的技術。
3。操作原理——可變區
有五個主要元素到一個變面積式流量計(轉子流量計):
計量管——一個錐形腔包含流體和浮動
浮子——一個球形或對稱形狀的對象,向上或向下運行基于流量
規模——設備標有增量的流動單元用于讀取流量
過程連接(端配件)——法蘭或螺紋裝配,客戶用來連接過程流體線——連同計尺寸,這是非常重要的參數
腔體——框架或結構,包含計量管、浮子、規模和客戶聯系
一個可變面積計(轉子流量計)是一個流量計測量體積流量的液體和氣體。它的操作是基于可變面積原理,提出了一個流浮于錐形管,增加區域的流體通道。浮動將達到一個穩定的位置當施加壓力流動流體+浮力等于重力。在流量變化擾亂這個力平衡和浮動會向上或向下移動直到它再次達到位置平衡的力量。壓力降穿過浮很低,基本上維持恒定的流量變化。
浮子響應流率的變化是線性的,通常一個10到1流量范圍是標準?？勺儏^米可以直接安裝在管件和閥門沒有副作用的計精度。在米上也是自潔自流動的氣體或液體在管壁和浮動提供了一個精練行動,阻止外來物質的累積。
重復性
這是常見的使用rotameters為他們的重復性,這被定義為的親密度測量分相同的工藝條件下拍攝的。
精度
精度的變面積計計算使用全尺寸精度的方法,而不是的速率的方法。
4。可變面積式的流量儀表使用?
可變面積式的流量儀表被廣泛應用在各種不同的應用程序,從簡單到復雜。下面是一些典型的應用程序的細節:過程分析過程分析是為了準確、連續測量目標分析物在一個流程流。抽樣是***關鍵的問題,過程分析。當采樣系統變得堵塞,它可以引起******煩和昂貴的,不定期的維護。變量區流量計——4 - 20毫安輸出——連續監控樣品流動分析儀,與流量報警或流量開關。當流量開始下降——這表明出現堵塞——用戶可以安排維修。為解決這一問題,在分析缺乏示例。Rotameters沒有4 - 20毫安輸出通常用于樣品流動分析儀的應用程序。轉動設備
大轉動設備需要有效和可靠的流量監測在一個數量的流體供應——就像潤滑液,冷卻液,和干氣密封氣體,確保有效、安全的操作。金屬管變面積米一般用來監測潤滑油和冷卻液流動。***佳解決方案是使用一個4 - 20毫安傳輸可變面積計,這樣流可以連續監測。但玻璃管或塑性體變面積米是經常被用來確保適當的流干氣密封。
近海石油平臺
運營商的海上平臺需要可靠的產品,等極端條件下運作的高壓力和困難的環境條件。常見的應用包括注入流體離岸(很多時候一個專有的流體)進入高壓萃取液,要么防止腐蝕,防止凍結的提取液,或添加潤滑。在所有情況下,目標是提供本地監測提取過程,可以提高整體的制程良率。自抽提過程通常操作非常高的壓力下,流量計的選擇是有限的。3809型可變面積計是一個很好的選擇,因為它是簡單的,證明,可靠的(只有一個運動部件)和可供操作的壓力在20000 psi / 1350條。獨特的3809米會有厚壁結構與不銹鋼指示器住房。如果遠程監測是必需的,3809年的模型可以提供4 - 20 mA模擬輸出和世界范圍的批準。
