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超聲流量計(jì)的設(shè)計(jì)原理
閱讀：1850發(fā)布時(shí)間：2018-1-30
超聲波流量計(jì)是基于超聲波在流動(dòng)介質(zhì)中傳播的速度等于被測(cè)介質(zhì)的平均流速和聲波本身速度的幾何和的原理而設(shè)計(jì)的。它也是由測(cè)流速來(lái)反映流量大小的。超聲波流量計(jì)雖然在70年代才出現(xiàn)，但由于它可以制成非接觸型式，并可與超聲波水位計(jì)聯(lián)動(dòng)進(jìn)行開(kāi)口流量測(cè)量，對(duì)流體又不產(chǎn)生擾動(dòng)和阻力，所以很受歡。
超聲波流量計(jì)按測(cè)量原理分可分為時(shí)差式和多普勒式
利用時(shí)差式原理制造的時(shí)差式超聲流量計(jì)近年來(lái)得到廣泛的關(guān)注和使用，是目前企事業(yè)使用多的一種超聲波流量計(jì)。
利用多普勒效應(yīng)制造的超聲多普勒流量計(jì)多用于測(cè)量介質(zhì)有一定的懸浮顆粒或氣泡介質(zhì)，使用有一定的局限性，但卻解決了時(shí)差式超聲波流量計(jì)只能測(cè)量單一清澈流體的問(wèn)題，也被認(rèn)為是非接觸測(cè)量雙相流的理想儀表。
優(yōu)點(diǎn):
（1）超聲波流量計(jì)是一種非接觸式測(cè)量?jī)x表，可用來(lái)測(cè)量不易接觸、不易觀(guān)察的流體流量和大管徑流量。它不會(huì)改變流體的流動(dòng)狀態(tài)，不會(huì)產(chǎn)生壓力損失，且便于安裝。
（2）可以測(cè)量強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)和非導(dǎo)電介質(zhì)的流量。
（3）超聲波流量計(jì)的測(cè)量范圍大，管徑范圍從20mm～５m.
（4）超聲波流量計(jì)可以測(cè)量各種液體和污水流量。
（5）超聲波流量計(jì)測(cè)量的體積流量不受被測(cè)流體的溫度、壓力、粘度及密度等熱物性參數(shù)的影響。可以做成固定式和便攜式兩種形式。
缺點(diǎn):
（1）超聲波流量計(jì)的溫度測(cè)量范圍不高，一般只能測(cè)量溫度低于200℃的流體。
（2）抗干擾能力差。易受氣泡、結(jié)垢、泵及其它聲源混入的超聲雜音干擾、影響測(cè)量精度。
（3）直管段要求嚴(yán)格，為前20D,后5D。否則離散性差，測(cè)量精度低。
（4）安裝的不確定性，會(huì)給流量測(cè)量帶來(lái)較大誤差。
（5）測(cè)量管道因結(jié)垢，會(huì)嚴(yán)重影響測(cè)量準(zhǔn)確度，帶來(lái)顯著的測(cè)量誤差，甚至在嚴(yán)重時(shí)儀表無(wú)流量顯示
（6）可靠性、精度等級(jí)不高（一般為1.5～2.5級(jí)左右），重復(fù)性差。
（7）使用壽命短（一般精度只能保證一年）。
（8）超聲波流量計(jì)是通過(guò)測(cè)量流體速度來(lái)確定體積流量，對(duì)液體應(yīng)該測(cè)量它的質(zhì)量流量，儀表測(cè)量質(zhì)量流量是通過(guò)體積流量乘以人為設(shè)定的密度后得到的，當(dāng)流體溫度變化時(shí)，流體密度是變化的，人為設(shè)定密度值，不能保證質(zhì)量流量的準(zhǔn)確度。只能在測(cè)量流體速度的同時(shí)，又測(cè)量了流體密度，才能通過(guò)運(yùn)算，得到真實(shí)質(zhì)量流量值。
應(yīng)用概況:
傳播時(shí)間法應(yīng)用于清潔、單相液體和氣體。典型應(yīng)用有工廠(chǎng)排放液、:怪液、液化天然氣等;氣體應(yīng)用方面在高壓天然氣領(lǐng)域已有使用良好的經(jīng)驗(yàn);
多普勒法適用于異相含量不太高的雙相流體,例如:未處理污水、工廠(chǎng)排放液、臟流程液;通常不適用于非常清潔的液體。
超聲波流量計(jì)按測(cè)量原理分可分為時(shí)差式和多普勒式
利用時(shí)差式原理制造的時(shí)差式超聲流量計(jì)近年來(lái)得到廣泛的關(guān)注和使用，是目前企事業(yè)使用多的一種超聲波流量計(jì)。
利用多普勒效應(yīng)制造的超聲多普勒流量計(jì)多用于測(cè)量介質(zhì)有一定的懸浮顆粒或氣泡介質(zhì)，使用有一定的局限性，但卻解決了時(shí)差式超聲波流量計(jì)只能測(cè)量單一清澈流體的問(wèn)題，也被認(rèn)為是非接觸測(cè)量雙相流的理想儀表。
優(yōu)點(diǎn):
（1）超聲波流量計(jì)是一種非接觸式測(cè)量?jī)x表，可用來(lái)測(cè)量不易接觸、不易觀(guān)察的流體流量和大管徑流量。它不會(huì)改變流體的流動(dòng)狀態(tài)，不會(huì)產(chǎn)生壓力損失，且便于安裝。
（2）可以測(cè)量強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)和非導(dǎo)電介質(zhì)的流量。
（3）超聲波流量計(jì)的測(cè)量范圍大，管徑范圍從20mm～５m.
（4）超聲波流量計(jì)可以測(cè)量各種液體和污水流量。
（5）超聲波流量計(jì)測(cè)量的體積流量不受被測(cè)流體的溫度、壓力、粘度及密度等熱物性參數(shù)的影響。可以做成固定式和便攜式兩種形式。
缺點(diǎn):
（1）超聲波流量計(jì)的溫度測(cè)量范圍不高，一般只能測(cè)量溫度低于200℃的流體。
（2）抗干擾能力差。易受氣泡、結(jié)垢、泵及其它聲源混入的超聲雜音干擾、影響測(cè)量精度。
（3）直管段要求嚴(yán)格，為前20D,后5D。否則離散性差，測(cè)量精度低。
（4）安裝的不確定性，會(huì)給流量測(cè)量帶來(lái)較大誤差。
（5）測(cè)量管道因結(jié)垢，會(huì)嚴(yán)重影響測(cè)量準(zhǔn)確度，帶來(lái)顯著的測(cè)量誤差，甚至在嚴(yán)重時(shí)儀表無(wú)流量顯示
（6）可靠性、精度等級(jí)不高（一般為1.5～2.5級(jí)左右），重復(fù)性差。
（7）使用壽命短（一般精度只能保證一年）。
（8）超聲波流量計(jì)是通過(guò)測(cè)量流體速度來(lái)確定體積流量，對(duì)液體應(yīng)該測(cè)量它的質(zhì)量流量，儀表測(cè)量質(zhì)量流量是通過(guò)體積流量乘以人為設(shè)定的密度后得到的，當(dāng)流體溫度變化時(shí)，流體密度是變化的，人為設(shè)定密度值，不能保證質(zhì)量流量的準(zhǔn)確度。只能在測(cè)量流體速度的同時(shí)，又測(cè)量了流體密度，才能通過(guò)運(yùn)算，得到真實(shí)質(zhì)量流量值。
應(yīng)用概況:
傳播時(shí)間法應(yīng)用于清潔、單相液體和氣體。典型應(yīng)用有工廠(chǎng)排放液、:怪液、液化天然氣等;氣體應(yīng)用方面在高壓天然氣領(lǐng)域已有使用良好的經(jīng)驗(yàn);
多普勒法適用于異相含量不太高的雙相流體,例如:未處理污水、工廠(chǎng)排放液、臟流程液;通常不適用于非常清潔的液體。
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