西森自動化:超聲波流量計的特點

   從古至今，人們一直在研究利用聲波測量液體和氣體的流速，直到第二次世界大戰為止沒有多大的進展。戰后爆發的技術革新首先在美國興起，繼相位差法之后，應用聲循環法的馬克森流量計在1955年作為航空燃料用流量計得到應用。這引發了超聲波流量計、流速技術的研發熱潮，但實用的計量測試儀表并未占有牢固的地位，直到進入20世紀70年代，隨著1C (集成電路）技術的迅速發展才開始得到實際應用。

   超聲波流量計如圖所示，由超聲波換能器、電子電路及流量顯示和積算系統組成。超聲波換能器將電能轉換為超聲波能量，將其發射并穿過被測流體，接收器接收到超聲波信號，經電子電路放大并轉換為代表流量的電信號，供顯示積算儀顯示和積算。對于常用的超聲波流量計，它具有以下特點：

   1）由于測量管內無測量元件，所以無壓力損失，用于大口徑管道的流量測量可降低能耗，解決了大管徑、大流量測量的困難問題，但不能用于管徑<DN25mm的管道。

   2）由于無可動件與介質流量接觸，超聲波流量計的流量測量精度幾乎不受被測介質流體溫度、壓力、密度和黏度的影響。

   3）對測量介質幾乎無要求，可以測量液體、氣體，對雙相介質（污水、臟污水）流量（主要是應用多普勒法）也可測量。外夾式超聲波流量計因為儀表夾在管道外部，屬于非接觸測量，解決了其他流量計難以測量的放射性、非導電性、高壓、髙黏度、 強腐蝕性、易燃易爆介質的測量問題。

   4）超聲波流量計測量范圍寬，一般可達20:1。

   5）儀表的維修、更換更方便，安裝、維護可以不影響生產。

   6）由于探頭、耦合材料的耐溫問題，超聲波流量計只能用于 200℃以下流體的測量。

   7）測量精度一般在±1%~ ±1.5%,由于測量線路比一般流量計復雜，一般情況下測量的液體流速在每秒數米以下，而液體中的聲速約1500m/s，流速帶給聲速的變化量至多不過是10^(-3)數量級，在工業計量中當測量流速要求精度達到1%時，對聲速的測量精度要求為10^(-5)到10^(-6)，因此必須有完善的測量線路才能實現，所以對于中小管道測量，超聲波流量計的價格還是比較高的。