超聲波流量計時差測量原理

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

  多普勒法是利用聲學(xué)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。多普勒超聲波流量計可測量有雜質(zhì)的污水，同時雜質(zhì)含量要相對穩(wěn)定，才可以正常測量，而且不同廠家的儀表性能及對被測廠家的要求也不一樣。一般說來由于工業(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差法。只有在管徑很大時才采用直接時差法。

時差法存在兩方面間題:一是計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，從而給測量帶來誤差;另一是順、逆?zhèn)鞑r差A(yù)t的數(shù)量級很小(約為10-’一10"9s),測量Lt，過去需用復(fù)雜的電子線路才能實現(xiàn)。 

  相差法是通過測量上述兩超聲波信號的相位差△lp來代替測量時間差6r的方法。

  但超聲波流量計也是有缺點的：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(shù)據(jù)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(fù)雜。這是因為，一般工業(yè)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最大也是10－3數(shù)量級．若要求測量流速的準(zhǔn)確度為1％，則對聲速的測量準(zhǔn)確度需為10-5～10-6數(shù)量級，因此必須有完善的測量線路才能實現(xiàn)，這也正是超聲波流量計只有在集成電路技術(shù)迅速發(fā)展的前題下才能得到實際應(yīng)用的原因。

  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(xiàn)不定期的報警。尤其是輸送介質(zhì)雜質(zhì)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(zhì)含有水等液體雜質(zhì)時，流量計引壓管容易產(chǎn)生積液，氣溫較低時會出現(xiàn)引壓管凍堵現(xiàn)象，尤其在北方地區(qū)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(zhì)和介質(zhì)中雜質(zhì)的阻礙或吸收，其強度會產(chǎn)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。