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外夾式或者管段式超聲波流量儀表是以“速度差法”為原理，測量圓管內(nèi)液體流量的儀表。它采用了*的多脈沖技術(shù)、信號數(shù)字化處理技術(shù)及糾錯技術(shù)，使流量儀表更能適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場的環(huán)境，計量更方便、經(jīng)濟(jì)、準(zhǔn)確?？蓮V泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電力、給排水等領(lǐng)域。
超聲波流量計是一種非接觸式儀表，它既可以測量大管徑的介質(zhì)流量也可以用于不易接觸和觀察的介質(zhì)的測量。它的測量準(zhǔn)確度很高，外夾式安裝*高也可以達(dá)到±0.5%的精度，幾乎不受被測介質(zhì)的各種參數(shù)的干擾，尤其可以解決其它儀表不能的強(qiáng)腐蝕性、非導(dǎo)電性、放射性及易燃易爆介質(zhì)的流量測量問題。
根據(jù)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(guān)法、空間濾法及噪聲法等。
1、時差法 測量順逆?zhèn)鞑r傳播速度不同引起的時差計算被測流體速度。
它采用兩個聲波發(fā)送器(SA和SB)和兩個聲波接收器（RA和RB）。同一聲源的兩組聲波在SA與RA之間和SB與RB之間分別傳送。它們沿著管道安裝的位置與管道成θ角(一般θ=45°)（圖1）。由于向下游傳送的聲波被流體加速，而向上游傳送的聲波被延遲，它們之間的時間差與流速成正比。也可以發(fā)送正弦信號測量兩組聲波之間的相移或發(fā)送頻率信號測量頻率差來實(shí)現(xiàn)流速的測量。
2、相位差法 測量順逆?zhèn)鞑r傳播時由于時差引起的相位差計算速度。
它的發(fā)送器沿垂直于管道的軸線發(fā)送一束聲波，由于流體流動的作用，聲波束向下游偏移一段距離。偏移距離與流速成正比。
3、頻差法 測量順逆?zhèn)鞑r傳播時的聲環(huán)頻率差。
當(dāng)超聲波在不均勻流體中傳送時，聲波會產(chǎn)生散射。流體與發(fā)送器間有相對運(yùn)動時，發(fā)送的聲波信號和被流體散射后接收到的信號之間會產(chǎn)生多普勒頻移。多普勒頻移與流體流速成正比。圖2中被測流體的區(qū)域位于發(fā)射波束與接收到的散射波束的交叉之處。要求波束很窄，使兩波束的夾角θ不致受到波束寬度影響。也可只采用一個變換器既作為發(fā)送器又作為接收器，這種方式稱為單通道式。在單通道多普勒血液流量計中，發(fā)送器間隔地發(fā)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(nèi)紅血球反射回來的聲脈沖信號。采用控制線路選擇給定距離處的紅血球反射信號,通過比較后得到多普勒頻移,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。
超聲波流量計特點(diǎn)
(1)超聲流量計可作非接觸測量。夾裝式換能器超聲流量計可無須停流截管安裝，只要在既設(shè)管道外部安裝換能器即可。這是超聲流量計在工業(yè)用流量儀表中具有的*優(yōu)點(diǎn)，因此可作移動性（即非定點(diǎn)固定安裝）測量，適用于管網(wǎng)流動狀況評估測定。
(2)超聲流量計為無流動阻撓測量，無額外壓力損失。
(3)超聲流量計可測量非導(dǎo)電性液體，在無阻撓流量測量方面是對電磁流量計的一種補(bǔ)充。
(4)超聲流量計適用于大型圓形管道和矩形管道，且原理上不受管徑限制，可認(rèn)為是在無法實(shí)現(xiàn)實(shí)流校驗(yàn)的情況下優(yōu)先考慮的選擇方案。
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