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超聲波流量計(jì)優(yōu)缺點(diǎn)介紹

1.原理

超聲波流量計(jì)的流量傳感器發(fā)射超聲波，經(jīng)過管道穿透到流動(dòng)的流體中傳播時(shí)就載上流體流速的信息。因此通過另一個(gè)流量傳感器接收到的超聲波就可以檢測(cè)出流體的流速，從而換算成流量。根據(jù)檢測(cè)的方法，可分為傳播速度差法（時(shí)差法）、多普勒法、波束偏移法、噪聲法及相關(guān)法等不同類型的超聲波流量計(jì)。

超聲波流量計(jì)是一種利用超聲波脈沖來測(cè)量流體流量的速度式流量?jī)x表，如果在現(xiàn)場(chǎng)配以溫度、壓力儀表，經(jīng)過密度補(bǔ)償，還可以求得質(zhì)量流量。當(dāng)超聲波在流動(dòng)的介質(zhì)中傳播的時(shí)候，相對(duì)于固定的坐標(biāo)系統(tǒng)而言(如管道中的管壁)，其聲波的某些聲學(xué)特性與靜止介質(zhì)中的聲特性是不同的，在其基礎(chǔ)上又疊加上了流體的流速信息，因而根據(jù)超聲波某些聲學(xué)特性隨流速的變化就可以求出介質(zhì)的流速。

2 優(yōu)點(diǎn)

(1)外夾式超聲波流量計(jì)可以實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)流量，即使是插入式或內(nèi)貼式超聲波流量計(jì)，其壓損也幾乎為零，其測(cè)流量的方便性與經(jīng)濟(jì)性是最佳的。

(2)超聲波流量計(jì)水、氣、油各種介質(zhì)都可以測(cè)量，其應(yīng)用的領(lǐng)域十分廣闊。

(3)超聲波流量計(jì)的制造成本幾乎和口徑無(wú)關(guān)，在大口徑流量計(jì)量場(chǎng)合有著價(jià)格合理、安裝使用方便的綜合競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

(4)便攜式超聲波流量計(jì)可以實(shí)現(xiàn)一臺(tái)流量計(jì)在各種管徑、各種材質(zhì)的管線上測(cè)流量，是作為標(biāo)準(zhǔn)表進(jìn)行在線校準(zhǔn)、比對(duì)或期間核查的首選流量計(jì)類型。(5)超聲波流量計(jì)具有其測(cè)流原理基于長(zhǎng)度與時(shí)間兩個(gè)基本物理量的溯源方便性，可以預(yù)見它必將超越其他原理的流量計(jì)成為流量標(biāo)準(zhǔn)甚至是流量基準(zhǔn)的載體。(6)超聲波流量計(jì)運(yùn)行能耗極小，可方便地實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)年電池供電，加之先進(jìn)的智能化主機(jī)可方便地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)無(wú)線通信，其應(yīng)用前景更加廣闊。

3 缺點(diǎn)

超聲波流量計(jì)目前所存在的缺點(diǎn)主要是可測(cè)流體的溫度范圍受超聲波換能器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)?，一般工業(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最大也是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。

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