于芳菲

[摘 要]本文对腈纶厂污水处理装置所使用的超声波流量计的测量原理进行了分析，并结合实际的工作生产情况，介绍了超声波流量计的优缺点、超声波流量计的安装、维护方法及其应用。

[关键词]测量；超声波流量计；应用

中图分类号：TH814 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）06-0016-01

1 引言

近些年随着数字技术、电子技术的发展，根据不同原理、不同构造，可以应用于不同工业生产的超声波流量计已经出现，这些超声波流量计具有安装简便、运行过程比较稳定，在工业生产中常用超声波流量计测量流量。

2 超声波流量计的测量原理及特点

超声波流量计是一种非接触式的测量仪表，适用于测量不容易接触的流体和大管径的流量。超声波流量计是由电子线路、超声波换能器、流量显示和累积系统三部分组成。超声波换能器是将电能转换为超声波能量，并将其发射到被测的流体中，接收器所接到的超声波信号，通过电子线路进行放大，将转换的表示流量的电信号，提供给流量显示和累积仪表进行显示和计算，通过上述原理来实现流量的测量。

超声波流量计的测量方法有多普勒效应法、传播速度差法、波束偏移法等。多普勒效应法的测量原理是运用声波中的多普勒效应，来测量得到逆流和顺流的频率差而得出的流体的流速，最终得出流量。传播速度差法的测量原理是测量超声波脉冲的逆流和顺流的速度差而得出的流体的流速，最终得出流量。波束偏移法的测量原理是通过运用超声波波束垂直于流体流动的方向进行入射时，因为流体的流动导致超声波波束发生偏移的情况，从而通过偏移量的大小来计算被测流体的流速。

超声波流量计的特点主要有以下几个方面：

（1）需要测量的液体只要能够传播声波，就可以在管道外面对其测量，这种测量方法不用对管道进行改动、可以不用直接接触被测流体、没有压力损失、不受流体磨损和腐蚀的影响。

（2）能够直接测出被测流体的累积流量以及瞬时流量。

（3）构造简单，安装、维护比较方便。

（4）可测范围广，可以测量同一台仪表的不同口径的管道流量，灵敏度高，能够测量流速的微小改变。

（5）不仅能够测量流量以及流速，还可以对流体的其他参数如浓度、成分等进行测量。

3 超声波流量计的安装维护及应用

由于超声波流量计安装简便、可测范围广、在使用中比较稳定等优点，其应用可以延伸到工业、农业、水电、水利等部门，可以较准确的测量流量，应用范围广。

2.1 超声波流量计的分类

（1）多普勒式超声波流量计

多普勒式超声波流量计适用于测量能够反射超声波信号的气泡或者颗粒的流体，一般可测量未处理过的污水、工厂的排放液等。超声波流量计对于被测介质一般要求杂质含量相对稳定的，才可以测量。而且不同厂家的仪表性能对于被测介质的要求也是不同的。

（2）时差法超声波流量计

时差法超声波流量计是目前应用最为广泛的超声波流量计，它一般被用来测量比较干净的液体流量，常用在工业用水和自来水厂。

（3）管道式超声波流量计

管道式超声波流量计它的测量精度是最高的，而且不受管道衬里和材质的限制，一般适用在对于流量测量精度要求很高的场合。管道式超声波流量计的缺点是在安装过程中，一定要切断管道，而且当管径增大时，其成本也在增加。一般情况下，都采用中小口径的管道式超声波流量计，比较经济实用。

2.2 超声波流量计的安装

超声波流量计的正确安装与合理选型均关系到超声波流量计能否正常测量流量。超声波流量计的换能器位置一般选择在远离管道阀门、弯头的位置，可以选择在垂直管段或者水平管段。在超声波流量计的换能器安装时，尽可能地避免电焊机、变频调速器等可能污染电源的场合。超声波流量计与上、下游直管段的距离十分关键，一般选择上游直管段为10D（D表示管道直径），下游直管段为 5D。

超声波流量计的换能器的安装方式有一定的要求，如多普勒效应超声波流量计一般采用对贴式的安装方式，其最合适的位置不能选在管道的上、下游位置，可选择在管道的水平位置。不同的安装方式，超声波流量计的换能器的信号强度是不同的，其测量的稳定性也是不一样的。

2.3 超声波流量计的维护

超声波流量计的维护工作相比于其他类型的流量计，维护的工作量要少一些，一般超声波流量计的维护主要是定期进行现场的巡检，查看超声波流量计的换能器是否有松动，与管道之间是否是粘合的良好。对于管道式的超声波流量计，一般要查看管道与超声波流量计之间的法兰有没有连接好，在作业现场的腐蚀性气体、温度等对电子元件的影响。对于插入式的超声波流量计，要注意定期清洁探头上所沉积的水垢、杂质等，而且还要检查在密封口处有没有泄漏的现象。对于外贴式的超声波流量计，要查看换能器是否松动，钢带连接有没有紧固，以及与管道之间的粘合剂是否是良好的。

4 结语

采用超声波流量计测量流量，具有实时性好、测量的精确度高等特点。随着超声波流量计的应用越来越广泛，为工业现场的流量的测量提供了很大的方便，超声波流量计在工业生产和计量方面都发挥着重要的作用。

参考文献

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