手持式超聲波怎麼測流量

A. 超聲波流量計原理分類及詳細說明

一、超聲波流量計工作原理: 超聲波在流動的流體中傳播時就載上流體流速的信息。因此通過接收到的超聲波就可以檢測出流體的流速，從而換算成流量。超聲脈沖穿過管道從一個感測器到達另一個感測器，就像一個渡船的船夫在橫渡一條河。當氣體不流動時，聲脈沖以相同的速度（聲速，C）在兩個方向上傳播。如果管道中的氣體有一定流速V（該流速不等於零），則順著流動方向的聲脈沖會傳輸得快些，而逆著流動方向的聲脈沖會傳輸得慢些。這樣，順流傳輸時間tD會短些，而逆流傳輸時間tU會長些。這里所說的長些或短些都是與氣體不流動時的傳輸時間相比而言；根據檢測的方式，可分為傳播速度差法、多普勒法、波束偏移法、雜訊法及相關法等不同類型的超聲波流量計。起聲波流量計是近十幾年來隨著集成電路技術迅速發展才開始應用的一種。

根據對信號檢測的原理，目前超聲波流量計大致可分傳播速度差法(包括：直接時差法、時差法、相位差法、頻差法)波束偏移法、多普勒法、相關法、空間濾波法及雜訊法等類型。其中以雜訊法原理及結構最簡單，便於測量和攜帶，價格便宜但准確度較低，適於在流量測量准確度要求不高的場合使用。

由於直接時差法、時差法、頻差法和相位差法的基本原理都是通過測量超聲波脈沖順流和逆流傳報時速度之差來反映流體的流速的，故又統稱為傳播速度差法。其中頻差法和時差法克服了聲速隨流體溫度變化帶來的誤差，准確度較高，所以被廣泛採用。按照換能器的配置方法不同，傳播速度差撥又分為：Z法(透過法)、V法(反射法)、X法(交叉法)等。

波束偏移法是利用超聲波束在流體中的傳播方向隨流體流速變化而產生偏移來反映流體流速的，低流速時，靈敏度很低適用性不大．

多普勒法是利用聲學多普勒原理，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，適用於含懸浮顆粒、氣泡等流體流量測量。

相關法是利用相關技術測量流量，原理上，此法的測量准確度與流體中的聲速無關，因而與流體溫度，濃度等無關，因而測量准確度高，適用范圍廣。但相關器價格貴，線路比較復雜。在微處理機普及應用後，這個缺點可以克服。

雜訊法(聽音法)是利用管道內流體流動時產生的雜訊與流體的流速有關的原理，通過檢測雜訊表示流速或流量值。其方法簡單，設備價格便宜，但准確度低。

以上幾種方法各有特點，應根據被測流體性質．流速分布情況、管路安裝地點以及對測量准確度的要求等因素進行選擇。一般說來由於工業生產中工質的溫度常不能保持恆定，故多採用頻差法及時差法。只有在管徑很大時才採用直接時差法。對換能器安裝方法的選擇原則一般是：當流體沿管軸平行流動時，選用Z法；當流動方向與管鈾不平行或管路安裝地點使換能器安裝間隔受到限制時，採用V法或X法。當流場分布不均勻而表前直管段又較短時，也可採用多聲道(例如雙聲道或四聲道)來克服流速擾動帶來的流量測量誤差。多普勒法適於測量兩相流，可避免常規儀表由懸浮粒或氣泡造成的堵塞、磨損、附著而不能運行的弊病，因而得以迅速發展。隨著工業的發展及節能工作的開展，煤油混合(COM)、煤水泥合(CWM)燃料的輸送和應用以及燃料油加水助燃等節能方法的發展，都為多普勒超聲波流量計應用開辟廣闊前景。

二、構成：超聲波流量計由超聲波換能器、電子線路及流量顯示和累積系統三部分組成。超聲波流量計的電子線路包括發射、接收、信號處理和顯示電路。測得的瞬時流量和累積流量值用數字量或模擬量顯示。超聲波發射換能器將電能轉換為超聲波能量，並將其發射到被測流體中，接收器接收到的超聲波信號，經電子線路放大並轉換為代表流量的電信號供給顯示和積算儀表進行顯示和積算。這樣就實現了流量的檢測和顯示。超聲波流量計常用壓電換能器。它利用壓電材料的壓電效應，採用適出的發射電路把電能加到發射換能器的壓電元件上，使其產生超聲波振勸。超聲波以某一角度射入流體中傳播，然後由接收換能器接收，並經壓電元件變為電能，以便檢測。發射換能器利用壓電元件的逆壓電效應，而接收換能器則是利用壓電效應。

三、優點：超聲波流量計非接觸式儀表，適於測量不易接觸和觀察的流體以及大管徑流量。它與水位計聯動可進行敞開水流的流量測量。使用超聲波流量計，不用在流體中安裝測量元件，故不會改變流體的流動狀態，不產生附加阻力，儀表的安裝及檢修均可不影響生產管線運行因而是一種理想的節能型流量計。多普勒法超聲波流量計可測雙相介質的流量，故可用於下水道及排污水等臟污流的測量。在發電廠中，用攜帶型超聲波流量計測量水輪機進水量、汽輪機循環水量等大管徑流量，比過去的皮脫管流速計方便得多。超聲被流量汁也可用於氣體測量。管徑的適用范圍從2cm到5m，從幾米寬的明渠、暗渠到500m寬的河流都可適用。

四、缺點：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據不全。目前我國只能用於測量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雜。這是因為，一般工業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數量級．若要求測量流速的准確度為1％，則對聲速的測量准確度需為10-5～10-6數量級，因此必須有完善的測量線路才能實現，這也正是超聲波流量計只有在集成電路技術迅速發展的前題下才能得到實際應用的原因。

五、超聲波流量計安裝步驟

安裝超流可按照以下步驟操作：

一：觀察安裝現場管道是否滿足直管段前10D後5D以及離泵30D的距離。（D為管道內直徑）

二：確認管道內流體介質以及是否滿管。

三：確認管道材質以及壁厚（充分考慮到管道內壁結垢厚度）

四：確認管道使用年限，在使用10左右的管道，即使是碳鋼材質，最好也採用插入式安裝。

五：前四步驟完成後可確認使用何種感測器安裝

六：開始向表體輸入參數以確定安裝距離。

七：非常重要：精確測量出安裝距離。

（1） 外夾式可選安裝感測器大概距離，然後不斷調試活動感測器以達到信號和傳輸比

最好的匹配

（2） 插入使用專用工具測量管道上安裝點距離，這個距離很重要，它直接影響表的

實際測量精度，所以最好進行多次測量以求較高精度。

八：安裝感測器——調試信號——做防水——歸整好信號電纜——清理現場線頭等廢棄物 ——安裝結束——驗收簽字

六、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，會出現不定期的報警。尤其是輸送介質雜質較多時，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含有水等液體雜質時，流量計引壓管容易產生積液，氣溫較低時會出現引壓管凍堵現象，尤其在北方地區冬季較常見。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，由於受介質和介質中雜質的阻礙或吸收，其強度會產生衰減。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。

B. 超聲波流量計工作原理

根據對信號檢測的原理，超聲流量計可分為傳播速度差法(直接時差法、時差法、相位差法和頻差法)、波束偏移法、多普勒法、互相關法、空間濾法及雜訊法等。

當超聲波在不均勻流體中傳送時，聲波會產生散射。流體與發送器間有相對運動時，發送的聲波信號和被流體散射後接收到的信號之間會產生多普勒頻移。多普勒頻移與流體流速成正比。

在單通道多普勒血液流量計中，發送器間隔地發送聲脈沖信號，在兩個聲脈沖間隔的時間中，接收從血管壁和血管內紅血球反射回來的聲脈沖信號。採用控制線路選擇給定距離處的紅血球反射信號，通過比較後得到多普勒頻移，它與血液流速成正比。在已知血管橫截面時可得到血液流量。

按測量原理分類

封閉管道用USF按測量原理有多種，用得最多的是傳播時間法和多普勒法兩大類。其中時差式超聲波流量計是利用聲波在流體中順流傳播和逆流傳播的時間差與流體流速成正比這一原理來測量流體流量的，廣泛應用於江、河、水庫原水測量，石化產品工藝流檢測，生產過程耗水量測量等領域。

根據實際應用需要，時差式超聲波流量計分為攜帶型時差式超聲波流量計、固定式時差式超聲波流量計、時差式氣體超聲流量計。

以上內容參考：網路-超聲流量計

C. 手持式超聲波流量計的測量原理

採用時差式測量原理：一個探頭發射信號穿過管壁、介質、另一側管壁後，被另一個探頭接收到，同時，第二個探頭同樣發射信號被第一個探頭接收到，由於受到介質流速的影響，二者存在時間差Δt，根據推算可以得出流速V和時間差Δt之間的換算關系V=(C2/2L)×Δt，進而可以得到流量值Q。
測量原理:時差相關原理流速: 0.01~25 m/s解析度: 0.025 cm/s重復性: 0.15%讀數，視應用而定精度:(流場充分發展且 徑向對稱)體積流量: ± 1%讀數，視應用而定 ± 0.5%讀數，經過標定流速: ± 0.5%讀數，視應用而定可測介質: 所有導聲流體, 且氣泡或固體顆粒的體積含量<10%

D. 超聲波檢測流量的工作原理！

超聲波檢測流量的工作原理，根據被測對象不同常見的分為兩種
1.測量渠道內的流量。（不需要滿管）
這種一般是在渠道內加裝堰槽，水流只能通過特定的口子流向下游。超聲波測量堰槽上游的水位高低，根據內置的對照表格，計算出流量。
2.測量管道內的流量（一般需要滿管）
這種是通過兩個感測器，一個發射，一個接收，因為超聲波在水流中傳播，不同流速下，會有時間差別，從而測量出水流的流速，然後根據已知的管道內徑和測量時間，就能夠算出流量。

E. 手持式超聲波流量計,到底好不好,准不準確!

手持式超聲波流量計要以「速率差法」為基本原理，測量圓鋼管內液體流量的儀表盤。

手持式超聲波流量計優勢

（1）超聲波流量計是一種非容柵測量儀表盤，能用來測量不容易觸碰、不容易觀查的流體流量和大管經流量。它始終不變流體的流動性情況，不容易造成工作壓力損害，且有利於安裝。

（2）能夠測量強腐蝕物質和非導電介質的流量。

（3）超聲波流量計的測量范疇寬，測量規格範疇從2cm～5m.

（4）超聲波流量計能夠測量各種各樣液體和廢水流量。

（5）超聲波流量計測量的容積流量不會受到被測流體的溫度、工作壓力、黏度及相對密度等熱物理性能主要參數的危害。能夠製成移動式和手持式二種方式。

手持式超聲波流量計缺陷

（1）超聲波流量計的溫度測量范疇不高，一般只有測量溫度小於200℃的流體。

（2）抗干擾性差。易受汽泡、積垢、泵以及它聲頻滲入的超聲波雜聲干撓、危害測量精度。

（3）接管段規定嚴苛，為前20D,後5D。不然離散性差，測量精度差。

（4）安裝的可變性，會給流量測量產生很大偏差。

（5）測量管路因積垢，會嚴重危害測量精確度，產生明顯的測量偏差，乃至在比較嚴重時儀表盤無流量顯示信息。

上海瓷熙儀器儀表

F. 11攜帶型超聲波流量計以供水干管作為測量對象其操作使用方法順序如下

摘要 1、使用攜帶型超聲波流量計成套提供的專用電纜連接主機與探頭，切勿混用。

G. 手持式超聲波流量計的測量范圍

FLEXIM 手持式超聲波流量計F601/G601的技術參數如下：

測量

測量原理:時差相關原理
流速: 0.01~25 m/s
解析度: 0.025 cm/s
重復性: 0.15%讀數，視應用而定
精度:(流場充分發展且 徑向對稱)
體積流量: ± 1%讀數，視應用而定
± 0.5%讀數，經過標定
流速: ± 0.5%讀數，視應用而定
可測介質: 所有導聲流體, 且氣泡或固體顆粒的體積含量<10%

主機
外殼
重量: ~ 1.9kg
防護等級: IP65 (根據EN60529)
材質:鋁合金，粉末塗層
尺寸: (226 x 213 x 59)mm (WxHx D)
通道: 2
危險區: Zone 2
電源: 充電電池(6V/4Ah); 外接電源(100 ~ 240)VAC
電池工作時間: >14h
顯示: 2 x 16 字元, 點陣, 帶背光
工作溫度: -10 ~ 60℃
功耗: < 6W
信號平均: (0 ~ 100)s, 可調
測量速率: (100 ~ 1000)Hz (1通道)
響應時間: 1s (1通道), 70ms可選.

測量功能
測量量: 體積/ 質量流量, 流速, 能量流量(需溫度輸入)
累積量: 體積, 質量,能量(可選)
計算功能: 平均值, 差值, 總和
工作語言: 捷克語, 丹麥語, 德語, 英語, 法語, 荷蘭語, 挪威語,波蘭語, 西班牙語

數據記錄
可記錄的參數: 所有測量量及累積量
容量: >100000條測量量

通訊
介面: RS232, RS485(可選)
可通訊的參數: 實測值, 記錄值, 參數記錄

軟體: FluxData(可選）
功能: 下載測量值/記錄, 圖形顯示, 格式轉換
操作系統: 􀷵􁂼WindowsTM 􀏸􀐮

過程輸出(可選)

輸出與主設備電隔離
輸出組數視輸出類型而定. 更多信息請洽FLEXIM

電流
范圍: (0/4-20) mA
精度: 0.1%讀數± 15μA
有源輸出: Rext < 500􀊪
無源輸出: Uext < 24V, Rext < 1k􀊪

電壓
范圍: (0~1) V或(0~10) V
精度: 0~1V: 0.1%讀數± 1mV
0~10V: 0.1%讀數± 10mV
儀表阻抗: Ri = 500􀊪

頻率
范圍: 0~1kHz或0~10kHz
集電極開路: 24 V/4mA
開關量
集電極開路: 24 V/4mA
干簧繼電器: 48 V/0.1A
功能,如狀態輸出: 上下限, 符號變化或出錯
脈沖輸出: 值: (0.01~1000)units
寬度: (80~1000)ms

過程輸入(可選)
輸入與主設備電隔離, 最多4組輸入.
溫度
類型: Pt100, 四線制
范圍: -50℃~400℃
解析度: 0.1 K
精度: ± (0.02K + 0.1%讀數)
電流
范圍: 有源: (0~20)mA
無源: (-20~20)mA
精度: 0.1%讀數± 10 A
有源輸入: Ri = 50􀊪
無源輸入: Uext < 24V, Rext < 1k􀊪
電壓
范圍: (0~1) V或(0~10) V
精度: 0~1V: 0.1%讀數± 1mV
0~10V: 0.1%讀數± 10mV
儀表阻抗: Ri= 1M
夾裝式探頭
適用口徑: DN6-DN6500
適用溫度: -30 to 400℃ (適用防爆區)
詳見下圖. 更多資料, 請參閱相關手冊.

測厚探頭（可選）
測量范圍: (1.0 - 200) mm
解析度: 0.01 mm
線性度: 0.1 mm
標准型: -20℃ to +60℃
高溫型: 0℃ to +200℃
短時間可達+540℃
請撥打康納森全國免費客服熱線400 600 5217咨詢詳情--手持式超聲波流量計F601/G601 FLEXIM 手持式超聲波流量計F601/G601.pdf

H. 超聲波檢測流量的工作原理是什麼

一、超聲波檢測流量的工作原理，根據被測對象不同常見的分為兩種:

1、測量渠道內的流量。（不需要滿管）

這種一般是在渠道內加裝堰槽，水流只能通過特定的口子流向下游。超聲波測量堰槽上游的水位高低，根據內置的對照表格，計算出流量。

2、測量管道內的流量（一般需要滿管）

這種是通過兩個感測器，一個發射，一個接收，因為超聲波在水流中傳播，不同流速下，會有時間差別，從而測量出水流的流速，然後根據已知的管道內徑和測量時間，就能夠算出流量。

二、超聲波是一種頻率高於20000赫茲的聲波，它的方向性好，穿透能力強，易於獲得較集中的聲能，在水中傳播距離遠，可用於測距、測速、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒等。在醫學、軍事、工業、農業上有很多的應用。超聲波因其頻率下限大於人的聽覺上限而得名。

I. 超聲波流量計的測量方法有哪些

一般就是時差法 ：管道的流量計都用時差法
多普勒法 ：非標准渠道用多普勒法。
測距法：標准渠道用測距的方法。

J. 求超聲波流量計的測量原理簡介

一、定義
超聲波流量計是通過檢測流體流動對超聲束(或超聲脈沖)的作用以測量流量的儀表。
二、工作原理
超聲波流量計根據對信號檢測的原理可分為傳播速度差法(直接時差法、時差法、相位差法和頻差法)、波束偏移法、多普勒法、互相關法、空間濾法及雜訊法等。
超聲波流量計和電磁流量計一樣，因儀表流通通道未設置任何阻礙件，均屬無阻礙流量計，是適於解決流量測量困難問題的一類流量計，特別在大口徑流量測量方面有較突出的優點，近年來它是發展迅速的流量計之一。
1、時差法
當超聲波束在液體中傳播時，液體的流動將使傳播時間產生微小變化，並且其傳播時間的變化正比於液體的流速，其關系符合下列表達式：
其中
θ為聲束與液體流動方向的夾角
M
為聲束在液體的直線傳播次數
D
為管道內徑
Tup
為聲束在正方向上的傳播時間
Tdown為聲束在逆方向上的傳播時間
ΔT=Tup
–Tdown
設靜止流體中的聲速為c，流體流動的速度為u，傳播距離為L，當聲波與流體流動方向一致時（即順流方向），其傳播速度為c+u；反之，傳播速度為c-u.在相距為L的兩處分別放置兩組超聲波發生器和接收器（T1,R1）和（T2,R2）。當T1順方向，T2逆方向發射超聲波時，超聲波分別到達接收器R1和R2所需要的時間為t1和t2,則
t1=L/(c+u)
t2=L/(c-u)
由於在工業管道中，流體的流速比聲速小的多，即c>>u,因此兩者的時間差為
▽t=t2-t1=2Lu/cc
由此可知，當聲波在流體中的傳播速度c已知時，只要測出時間差▽t即可求出流速u，進而可求出流量Q。利用這個原理進行流量測量的方法稱為時差法。此外還可用相差法、頻差法等。
2、相差法原理
如果超聲波發射器發射連續超聲脈沖或周期較長的脈沖列，則在順流和逆流發射時所接收到的信號之間便要產生相位差▽O,即▽O=w▽t=2wLu/cc
式中，w為超聲波角頻率。當測得▽O時即可求出u,進而求得流量Q。此法用測量相位差▽O代替了測量微小的時差▽t，有利於提高測量精度。但存在著聲速c對測量結果的影響。
3、頻差法原理
為了消除聲速c的影響，常採用頻差法。由前可知，上、下游接收器接受到的超聲波的頻率之差為▽f可用下式表示
▽f=[（c+u）/L]-[(c-u)/L]=2u/L
由此可知，只要測得▽f就可求得流量Q，並且此法與聲速無關。