手持式超声波怎么测流量

A. 超声波流量计原理分类及详细说明

一、超声波流量计工作原理: 超声波在流动的流体中传播时就载上流体流速的信息。因此通过接收到的超声波就可以检测出流体的流速，从而换算成流量。超声脉冲穿过管道从一个传感器到达另一个传感器，就像一个渡船的船夫在横渡一条河。当气体不流动时，声脉冲以相同的速度（声速，C）在两个方向上传播。如果管道中的气体有一定流速V（该流速不等于零），则顺着流动方向的声脉冲会传输得快些，而逆着流动方向的声脉冲会传输得慢些。这样，顺流传输时间tD会短些，而逆流传输时间tU会长些。这里所说的长些或短些都是与气体不流动时的传输时间相比而言；根据检测的方式，可分为传播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪声法及相关法等不同类型的超声波流量计。起声波流量计是近十几年来随着集成电路技术迅速发展才开始应用的一种。

根据对信号检测的原理，目前超声波流量计大致可分传播速度差法(包括：直接时差法、时差法、相位差法、频差法)波束偏移法、多普勒法、相关法、空间滤波法及噪声法等类型。其中以噪声法原理及结构最简单，便于测量和携带，价格便宜但准确度较低，适于在流量测量准确度要求不高的场合使用。

由于直接时差法、时差法、频差法和相位差法的基本原理都是通过测量超声波脉冲顺流和逆流传报时速度之差来反映流体的流速的，故又统称为传播速度差法。其中频差法和时差法克服了声速随流体温度变化带来的误差，准确度较高，所以被广泛采用。按照换能器的配置方法不同，传播速度差拨又分为：Z法(透过法)、V法(反射法)、X法(交叉法)等。

波束偏移法是利用超声波束在流体中的传播方向随流体流速变化而产生偏移来反映流体流速的，低流速时，灵敏度很低适用性不大．

多普勒法是利用声学多普勒原理，通过测量不均匀流体中散射体散射的超声波多普勒频移来确定流体流量的，适用于含悬浮颗粒、气泡等流体流量测量。

相关法是利用相关技术测量流量，原理上，此法的测量准确度与流体中的声速无关，因而与流体温度，浓度等无关，因而测量准确度高，适用范围广。但相关器价格贵，线路比较复杂。在微处理机普及应用后，这个缺点可以克服。

噪声法(听音法)是利用管道内流体流动时产生的噪声与流体的流速有关的原理，通过检测噪声表示流速或流量值。其方法简单，设备价格便宜，但准确度低。

以上几种方法各有特点，应根据被测流体性质．流速分布情况、管路安装地点以及对测量准确度的要求等因素进行选择。一般说来由于工业生产中工质的温度常不能保持恒定，故多采用频差法及时差法。只有在管径很大时才采用直接时差法。对换能器安装方法的选择原则一般是：当流体沿管轴平行流动时，选用Z法；当流动方向与管铀不平行或管路安装地点使换能器安装间隔受到限制时，采用V法或X法。当流场分布不均匀而表前直管段又较短时，也可采用多声道(例如双声道或四声道)来克服流速扰动带来的流量测量误差。多普勒法适于测量两相流，可避免常规仪表由悬浮粒或气泡造成的堵塞、磨损、附着而不能运行的弊病，因而得以迅速发展。随着工业的发展及节能工作的开展，煤油混合(COM)、煤水泥合(CWM)燃料的输送和应用以及燃料油加水助燃等节能方法的发展，都为多普勒超声波流量计应用开辟广阔前景。

二、构成：超声波流量计由超声波换能器、电子线路及流量显示和累积系统三部分组成。超声波流量计的电子线路包括发射、接收、信号处理和显示电路。测得的瞬时流量和累积流量值用数字量或模拟量显示。超声波发射换能器将电能转换为超声波能量，并将其发射到被测流体中，接收器接收到的超声波信号，经电子线路放大并转换为代表流量的电信号供给显示和积算仪表进行显示和积算。这样就实现了流量的检测和显示。超声波流量计常用压电换能器。它利用压电材料的压电效应，采用适出的发射电路把电能加到发射换能器的压电元件上，使其产生超声波振劝。超声波以某一角度射入流体中传播，然后由接收换能器接收，并经压电元件变为电能，以便检测。发射换能器利用压电元件的逆压电效应，而接收换能器则是利用压电效应。

三、优点：超声波流量计非接触式仪表，适于测量不易接触和观察的流体以及大管径流量。它与水位计联动可进行敞开水流的流量测量。使用超声波流量计，不用在流体中安装测量元件，故不会改变流体的流动状态，不产生附加阻力，仪表的安装及检修均可不影响生产管线运行因而是一种理想的节能型流量计。多普勒法超声波流量计可测双相介质的流量，故可用于下水道及排污水等脏污流的测量。在发电厂中，用便携式超声波流量计测量水轮机进水量、汽轮机循环水量等大管径流量，比过去的皮脱管流速计方便得多。超声被流量汁也可用于气体测量。管径的适用范围从2cm到5m，从几米宽的明渠、暗渠到500m宽的河流都可适用。

四、缺点：主要是可测流体的温度范围受超声波换能铝及换能器与管道之间的耦合材料耐温程度的限制，以及高温下被测流体传声速度的原始数据不全。目前我国只能用于测量200℃以下的流体。另外，超声波流量计的测量线路比一般流量计复杂。这是因为，一般工业计量中液体的流速常常是每秒几米，而声波在液体中的传播速度约为1500m／s左右，被测流体流速(流量)变化带给声速的变化量最大也是10－3数量级．若要求测量流速的准确度为1％，则对声速的测量准确度需为10-5～10-6数量级，因此必须有完善的测量线路才能实现，这也正是超声波流量计只有在集成电路技术迅速发展的前题下才能得到实际应用的原因。

五、超声波流量计安装步骤

安装超流可按照以下步骤操作：

一：观察安装现场管道是否满足直管段前10D后5D以及离泵30D的距离。（D为管道内直径）

二：确认管道内流体介质以及是否满管。

三：确认管道材质以及壁厚（充分考虑到管道内壁结垢厚度）

四：确认管道使用年限，在使用10左右的管道，即使是碳钢材质，最好也采用插入式安装。

五：前四步骤完成后可确认使用何种传感器安装

六：开始向表体输入参数以确定安装距离。

七：非常重要：精确测量出安装距离。

（1） 外夹式可选安装传感器大概距离，然后不断调试活动传感器以达到信号和传输比

最好的匹配

（2） 插入使用专用工具测量管道上安装点距离，这个距离很重要，它直接影响表的

实际测量精度，所以最好进行多次测量以求较高精度。

八：安装传感器——调试信号——做防水——归整好信号电缆——清理现场线头等废弃物 ——安装结束——验收签字

六、超声波流量计使用中常见问题：
1、 超声波流量计探头使用一段时间，会出现不定期的报警。尤其是输送介质杂质较多时，这种问题会较常见。解决办法：定期清理探头(建议一年清理一次)。
2、 超声波流量计输送介质含有水等液体杂质时，流量计引压管容易产生积液，气温较低时会出现引压管冻堵现象，尤其在北方地区冬季较常见。解决办法：对引压管进行吹扫或加电伴热

超声波在传播过程中，由于受介质和介质中杂质的阻碍或吸收，其强度会产生衰减。不论是超声波流量计还是超声波物位计，对所接受的声波强度都有一定要求，所以都要对各种衰减进行抑制。

B. 超声波流量计工作原理

根据对信号检测的原理，超声流量计可分为传播速度差法(直接时差法、时差法、相位差法和频差法)、波束偏移法、多普勒法、互相关法、空间滤法及噪声法等。

当超声波在不均匀流体中传送时，声波会产生散射。流体与发送器间有相对运动时，发送的声波信号和被流体散射后接收到的信号之间会产生多普勒频移。多普勒频移与流体流速成正比。

在单通道多普勒血液流量计中，发送器间隔地发送声脉冲信号，在两个声脉冲间隔的时间中，接收从血管壁和血管内红血球反射回来的声脉冲信号。采用控制线路选择给定距离处的红血球反射信号，通过比较后得到多普勒频移，它与血液流速成正比。在已知血管横截面时可得到血液流量。

按测量原理分类

封闭管道用USF按测量原理有多种，用得最多的是传播时间法和多普勒法两大类。其中时差式超声波流量计是利用声波在流体中顺流传播和逆流传播的时间差与流体流速成正比这一原理来测量流体流量的，广泛应用于江、河、水库原水测量，石化产品工艺流检测，生产过程耗水量测量等领域。

根据实际应用需要，时差式超声波流量计分为便携式时差式超声波流量计、固定式时差式超声波流量计、时差式气体超声流量计。

以上内容参考：网络-超声流量计

C. 手持式超声波流量计的测量原理

采用时差式测量原理：一个探头发射信号穿过管壁、介质、另一侧管壁后，被另一个探头接收到，同时，第二个探头同样发射信号被第一个探头接收到，由于受到介质流速的影响，二者存在时间差Δt，根据推算可以得出流速V和时间差Δt之间的换算关系V=(C2/2L)×Δt，进而可以得到流量值Q。
测量原理:时差相关原理流速: 0.01~25 m/s分辨率: 0.025 cm/s重复性: 0.15%读数，视应用而定精度:(流场充分发展且 径向对称)体积流量: ± 1%读数，视应用而定 ± 0.5%读数，经过标定流速: ± 0.5%读数，视应用而定可测介质: 所有导声流体, 且气泡或固体颗粒的体积含量<10%

D. 超声波检测流量的工作原理！

超声波检测流量的工作原理，根据被测对象不同常见的分为两种
1.测量渠道内的流量。（不需要满管）
这种一般是在渠道内加装堰槽，水流只能通过特定的口子流向下游。超声波测量堰槽上游的水位高低，根据内置的对照表格，计算出流量。
2.测量管道内的流量（一般需要满管）
这种是通过两个传感器，一个发射，一个接收，因为超声波在水流中传播，不同流速下，会有时间差别，从而测量出水流的流速，然后根据已知的管道内径和测量时间，就能够算出流量。

E. 手持式超声波流量计,到底好不好,准不准确!

手持式超声波流量计要以“速率差法”为基本原理，测量圆钢管内液体流量的仪表盘。

手持式超声波流量计优势

（1）超声波流量计是一种非容栅测量仪表盘，能用来测量不容易触碰、不容易观查的流体流量和大管经流量。它始终不变流体的流动性情况，不容易造成工作压力损害，且有利于安装。

（2）能够测量强腐蚀物质和非导电介质的流量。

（3）超声波流量计的测量范畴宽，测量规格范畴从2cm～5m.

（4）超声波流量计能够测量各种各样液体和废水流量。

（5）超声波流量计测量的容积流量不会受到被测流体的温度、工作压力、黏度及相对密度等热物理性能主要参数的危害。能够制成移动式和手持式二种方式。

手持式超声波流量计缺陷

（1）超声波流量计的温度测量范畴不高，一般只有测量温度小于200℃的流体。

（2）抗干扰性差。易受汽泡、积垢、泵以及它声频渗入的超声波杂声干挠、危害测量精度。

（3）接管段规定严苛，为前20D,后5D。不然离散性差，测量精度差。

（4）安装的可变性，会给流量测量产生很大偏差。

（5）测量管路因积垢，会严重危害测量精确度，产生明显的测量偏差，乃至在比较严重时仪表盘无流量显示信息。

上海瓷熙仪器仪表

F. 11便携式超声波流量计以供水干管作为测量对象其操作使用方法顺序如下

摘要 1、使用便携式超声波流量计成套提供的专用电缆连接主机与探头，切勿混用。

G. 手持式超声波流量计的测量范围

FLEXIM 手持式超声波流量计F601/G601的技术参数如下：

测量

测量原理:时差相关原理
流速: 0.01~25 m/s
分辨率: 0.025 cm/s
重复性: 0.15%读数，视应用而定
精度:(流场充分发展且 径向对称)
体积流量: ± 1%读数，视应用而定
± 0.5%读数，经过标定
流速: ± 0.5%读数，视应用而定
可测介质: 所有导声流体, 且气泡或固体颗粒的体积含量<10%

主机
外壳
重量: ~ 1.9kg
防护等级: IP65 (根据EN60529)
材质:铝合金，粉末涂层
尺寸: (226 x 213 x 59)mm (WxHx D)
通道: 2
危险区: Zone 2
电源: 充电电池(6V/4Ah); 外接电源(100 ~ 240)VAC
电池工作时间: >14h
显示: 2 x 16 字符, 点阵, 带背光
工作温度: -10 ~ 60℃
功耗: < 6W
信号平均: (0 ~ 100)s, 可调
测量速率: (100 ~ 1000)Hz (1通道)
响应时间: 1s (1通道), 70ms可选.

测量功能
测量量: 体积/ 质量流量, 流速, 能量流量(需温度输入)
累积量: 体积, 质量,能量(可选)
计算功能: 平均值, 差值, 总和
工作语言: 捷克语, 丹麦语, 德语, 英语, 法语, 荷兰语, 挪威语,波兰语, 西班牙语

数据记录
可记录的参数: 所有测量量及累积量
容量: >100000条测量量

通讯
接口: RS232, RS485(可选)
可通讯的参数: 实测值, 记录值, 参数记录

软件: FluxData(可选）
功能: 下载测量值/记录, 图形显示, 格式转换
操作系统: 􀷵􁂼WindowsTM 􀏸􀐮

过程输出(可选)

输出与主设备电隔离
输出组数视输出类型而定. 更多信息请洽FLEXIM

电流
范围: (0/4-20) mA
精度: 0.1%读数± 15μA
有源输出: Rext < 500􀊪
无源输出: Uext < 24V, Rext < 1k􀊪

电压
范围: (0~1) V或(0~10) V
精度: 0~1V: 0.1%读数± 1mV
0~10V: 0.1%读数± 10mV
仪表阻抗: Ri = 500􀊪

频率
范围: 0~1kHz或0~10kHz
集电极开路: 24 V/4mA
开关量
集电极开路: 24 V/4mA
干簧继电器: 48 V/0.1A
功能,如状态输出: 上下限, 符号变化或出错
脉冲输出: 值: (0.01~1000)units
宽度: (80~1000)ms

过程输入(可选)
输入与主设备电隔离, 最多4组输入.
温度
类型: Pt100, 四线制
范围: -50℃~400℃
分辨率: 0.1 K
精度: ± (0.02K + 0.1%读数)
电流
范围: 有源: (0~20)mA
无源: (-20~20)mA
精度: 0.1%读数± 10 A
有源输入: Ri = 50􀊪
无源输入: Uext < 24V, Rext < 1k􀊪
电压
范围: (0~1) V或(0~10) V
精度: 0~1V: 0.1%读数± 1mV
0~10V: 0.1%读数± 10mV
仪表阻抗: Ri= 1M
夹装式探头
适用口径: DN6-DN6500
适用温度: -30 to 400℃ (适用防爆区)
详见下图. 更多资料, 请参阅相关手册.

测厚探头（可选）
测量范围: (1.0 - 200) mm
分辨率: 0.01 mm
线性度: 0.1 mm
标准型: -20℃ to +60℃
高温型: 0℃ to +200℃
短时间可达+540℃
请拨打康纳森全国免费客服热线400 600 5217咨询详情--手持式超声波流量计F601/G601 FLEXIM 手持式超声波流量计F601/G601.pdf

H. 超声波检测流量的工作原理是什么

一、超声波检测流量的工作原理，根据被测对象不同常见的分为两种:

1、测量渠道内的流量。（不需要满管）

这种一般是在渠道内加装堰槽，水流只能通过特定的口子流向下游。超声波测量堰槽上游的水位高低，根据内置的对照表格，计算出流量。

2、测量管道内的流量（一般需要满管）

这种是通过两个传感器，一个发射，一个接收，因为超声波在水流中传播，不同流速下，会有时间差别，从而测量出水流的流速，然后根据已知的管道内径和测量时间，就能够算出流量。

二、超声波是一种频率高于20000赫兹的声波，它的方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远，可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。超声波因其频率下限大于人的听觉上限而得名。

I. 超声波流量计的测量方法有哪些

一般就是时差法 ：管道的流量计都用时差法
多普勒法 ：非标准渠道用多普勒法。
测距法：标准渠道用测距的方法。

J. 求超声波流量计的测量原理简介

一、定义
超声波流量计是通过检测流体流动对超声束(或超声脉冲)的作用以测量流量的仪表。
二、工作原理
超声波流量计根据对信号检测的原理可分为传播速度差法(直接时差法、时差法、相位差法和频差法)、波束偏移法、多普勒法、互相关法、空间滤法及噪声法等。
超声波流量计和电磁流量计一样，因仪表流通通道未设置任何阻碍件，均属无阻碍流量计，是适于解决流量测量困难问题的一类流量计，特别在大口径流量测量方面有较突出的优点，近年来它是发展迅速的流量计之一。
1、时差法
当超声波束在液体中传播时，液体的流动将使传播时间产生微小变化，并且其传播时间的变化正比于液体的流速，其关系符合下列表达式：
其中
θ为声束与液体流动方向的夹角
M
为声束在液体的直线传播次数
D
为管道内径
Tup
为声束在正方向上的传播时间
Tdown为声束在逆方向上的传播时间
ΔT=Tup
–Tdown
设静止流体中的声速为c，流体流动的速度为u，传播距离为L，当声波与流体流动方向一致时（即顺流方向），其传播速度为c+u；反之，传播速度为c-u.在相距为L的两处分别放置两组超声波发生器和接收器（T1,R1）和（T2,R2）。当T1顺方向，T2逆方向发射超声波时，超声波分别到达接收器R1和R2所需要的时间为t1和t2,则
t1=L/(c+u)
t2=L/(c-u)
由于在工业管道中，流体的流速比声速小的多，即c>>u,因此两者的时间差为
▽t=t2-t1=2Lu/cc
由此可知，当声波在流体中的传播速度c已知时，只要测出时间差▽t即可求出流速u，进而可求出流量Q。利用这个原理进行流量测量的方法称为时差法。此外还可用相差法、频差法等。
2、相差法原理
如果超声波发射器发射连续超声脉冲或周期较长的脉冲列，则在顺流和逆流发射时所接收到的信号之间便要产生相位差▽O,即▽O=w▽t=2wLu/cc
式中，w为超声波角频率。当测得▽O时即可求出u,进而求得流量Q。此法用测量相位差▽O代替了测量微小的时差▽t，有利于提高测量精度。但存在着声速c对测量结果的影响。
3、频差法原理
为了消除声速c的影响，常采用频差法。由前可知，上、下游接收器接受到的超声波的频率之差为▽f可用下式表示
▽f=[（c+u）/L]-[(c-u)/L]=2u/L
由此可知，只要测得▽f就可求得流量Q，并且此法与声速无关。