超声波流量计分析

　　超声波流量计'>超声波流量计利用超声波在流动的流体中传播时就载上流体流速的信息，通过接收到的超声波就检测出流体的流速，从而换算成管道流量。超声波流量计是一种非接触式仪表，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。

　　1.超声测量仪表的流量测量准确度不受被测流体粘度、密度、温度、压力、等参数的影响，又可制成非接触及便携式测量仪表，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。鉴于非接触测量特点，再配以合理的电子线路，一台仪表可适应多种管径测量和多种流量范围测量。超声波流量计的适应能力也是其它仪表不可比拟的。

　　2.目前的工业流量测量普遍存在着大管径、大流量测量困难的问题，这是因为一般流量计随着测量管径的增大会带来制造和运输上的困难，造价提高、能损加大、安装不仅这些缺点，超声波流量计均可避免。因为各类超声波流量计均可管外安装、非接触测流，仪表造价基本上与被测管道口径大小无关，而其它类型的流量计随着口径增加，造价大幅度增加，故口径越大超声波流量计比相同功能其它类型流量计的功能价格比越优越。被认为是较好的大管径流量测量仪表。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。

　　3. 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。 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。 超声波流量计换能器的压电元件常做成圆形薄片，沿厚度振动。薄片直径超过厚度的 10 倍，以保证振动的方向性。压电元件材料多采用锆钛酸铅。为固定压电元件，使超声波以合适的角度射入到流体中，需把元件故人声楔中，构成换能器整体 ( 又称探头 ) 。声楔的材料不仅要求强度高、耐老化，而且要求超声波经声楔后能量损失小即透射系数接近 1 。常用的声楔材料是有机玻璃，因为它透明，可以观察到声楔中压电元件的组装情况。另外，某些橡胶、塑料及胶木也可作声楔材料。

　　4.超声波流量计分析存在的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。

　　超声波流量计分析各有特点，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。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。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。