超聲波流量計(jì)時(shí)差測(cè)量原理

隨著時(shí)代的變遷與發(fā)展超聲波流量計(jì)在工業(yè)企業(yè)中也得到了廣泛的應(yīng)用，超聲波流量計(jì)是一種非接觸式流量計(jì)，它具有測(cè)量范圍廣、精度高、穩(wěn)定性好、安裝簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。超聲波流量計(jì)包括時(shí)差式超聲波流量計(jì)、外夾式超聲波流量計(jì)、多普勒超聲波流量計(jì)、固定一體式的和固定分體式的等。近年來(lái)又出現(xiàn)了采用數(shù)字化電路的數(shù)字式超聲波流量計(jì)，把換能器和轉(zhuǎn)換器做在一起的一體式超聲波流量計(jì)等。面對(duì)眾多類型的超聲波流量計(jì)，用戶要根據(jù)實(shí)際情況和測(cè)量需要合理選型。

  多普勒法是利用聲學(xué)多普勒原理，通過(guò)測(cè)量不均勻流體中散射體散射的超聲波多普勒頻移來(lái)確定流體流量的，適用于含懸浮顆粒、氣泡等流體流量測(cè)量。多普勒超聲波流量計(jì)可測(cè)量有雜質(zhì)的污水，同時(shí)雜質(zhì)含量要相對(duì)穩(wěn)定，才可以正常測(cè)量，而且不同廠家的儀表性能及對(duì)被測(cè)廠家的要求也不一樣。一般說(shuō)來(lái)由于工業(yè)生產(chǎn)中工質(zhì)的溫度常不能保持恒定，故多采用頻差法及時(shí)差法。只有在管徑很大時(shí)才采用直接時(shí)差法。

時(shí)差法存在兩方面間題:一是計(jì)算公式中包括有聲速C，可拆卸螺翼式水表它受流體成分、沮度影響較大，從而給測(cè)量帶來(lái)誤差;另一是順、逆?zhèn)鞑r(shí)差A(yù)t的數(shù)量級(jí)很小(約為10-’一10"9s),測(cè)量Lt，過(guò)去需用復(fù)雜的電子線路才能實(shí)現(xiàn)。 

  相差法是通過(guò)測(cè)量上述兩超聲波信號(hào)的相位差△lp來(lái)代替測(cè)量時(shí)間差6r的方法。

  但超聲波流量計(jì)也是有缺點(diǎn)的：主要是可測(cè)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(cè)流體傳聲速度的原始數(shù)據(jù)不全。目前我國(guó)只能用于測(cè)量200℃以下的流體。另外，超聲波流量計(jì)的測(cè)量線路比一般流量計(jì)復(fù)雜。這是因?yàn)椋话愎I(yè)計(jì)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(cè)流體流速(流量)變化帶給聲速的變化量zui大也是10－3數(shù)量級(jí)．若要求測(cè)量流速的準(zhǔn)確度為1％，則對(duì)聲速的測(cè)量準(zhǔn)確度需為10-5～10-6數(shù)量級(jí)，因此必須有完善的測(cè)量線路才能實(shí)現(xiàn)，這也正是超聲波流量計(jì)只有在集成電路技術(shù)迅速發(fā)展的前題下才能得到實(shí)際應(yīng)用的原因。

  超聲波流量計(jì)使用中常見(jiàn)問(wèn)題：  

  1、 超聲波流量計(jì)探頭使用一段時(shí)間，會(huì)出現(xiàn)不定期的報(bào)警。尤其是輸送介質(zhì)雜質(zhì)較多時(shí)，這種問(wèn)題會(huì)較常見(jiàn)。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(jì)輸送介質(zhì)含有水等液體雜質(zhì)時(shí)，流量計(jì)引壓管容易產(chǎn)生積液，氣溫較低時(shí)會(huì)出現(xiàn)引壓管凍堵現(xiàn)象，尤其在北方地區(qū)冬季較常見(jiàn)。解決辦法：對(duì)引壓管進(jìn)行吹掃或加電伴熱  

  超聲波在傳播過(guò)程中，由于受介質(zhì)和介質(zhì)中雜質(zhì)的阻礙或吸收，其強(qiáng)度會(huì)產(chǎn)生衰減。不論是超聲波流量計(jì)還是超聲波物位計(jì)，對(duì)所接受的聲波強(qiáng)度都有一定要求，所以都要對(duì)各種衰減進(jìn)行抑制。