超声波流量计
超声波流量计的原理及应用
超声波流量计的原理及应用超声波流量计是一种利用超声波技术来测量流体流量的仪器。
它通过发送超声波脉冲，测量超声波在流体中的传播时间来确定流速，并根据流速和管道截面积计算出流量。
超声波流量计的原理是基于多普勒效应和声速传播原理，广泛应用于工业自动化、环保监测、水利水电、石油化工等领域。
超声波流量计的工作原理主要包括声速传播原理和多普勒效应两部分。
首先是声速传播原理，超声波在流体中传播的速度与流体的流速有关，当超声波沿着流体流动方向传播时，其传播速度会受到流体流速的影响。
根据声速传播原理，测量超声波在流体中传播的时间可以得到流速的信息。
其次是多普勒效应，当超声波遇到流体流动时，因为流体流速的影响导致超声波的频率发生变化，这种变化即为多普勒效应。
通过测量多普勒频移，可以得到流体的流速信息。
超声波流量计的应用范围非常广泛，包括但不限于以下几个方面：一、工业自动化领域在工业生产中，流量是一种重要的工艺参数，对流体的流量进行准确测量是保证工业生产质量的关键。
超声波流量计可以应用于水泥、化工、冶金、造纸等行业，用于测量水、蒸汽、液体或气体等的流量。
其非侵入式的测量方式保证了测量的准确性和稳定性，广泛应用于工业自动化生产中。
二、环保监测领域超声波流量计在环保监测领域也有着重要的应用。
在污水处理厂、水处理设备等环境中，需要对流体的流量进行监测和控制，以保证环境保护的需要。
超声波流量计可以应用于这些领域，通过对流体流速和流量的准确测量，实现对环保设备的高效运行和环境保护的实现。
三、水利水电领域水力发电厂、水库、水泵站等水利水电设施对水流量的监测和管理非常重要。
超声波流量计可以应用于这些领域，用于准确测量水流速和水流量，帮助实现对水资源的合理利用和水利工程的安全运行。
四、石油化工领域在石油化工领域，对流体流量的准确测量是保障生产质量和安全的重要环节。
超声波流量计可以应用于原油、天然气、炼油、化肥等领域，用于测量液体和气体的流量，并实现对生产过程的准确控制。
超声波流量计型号
超声波流量计型号引言超声波流量计（Ultrasonic Flow Meter）是一种用于测量液体或气体流动速度和流量的仪器。
它利用超声波的传播速度和其在流体中的传播时间的关系，计算出流体的流速和流量。
本文将介绍几种常见的超声波流量计型号及其特点。
1. 型号 A型号 A 是一种便携式超声波流量计，适用于较小管道的流量测量。
该型号具有以下特点：•测量范围广泛：适用于直径为 10mm 至 100mm 的管道；•高精度：具有±0.5% 的测量精度；•易于操作：采用触摸屏控制面板，用户界面友好；•高可靠性：采用先进的数字信号处理技术和多重算法，有效减少了测量误差；•多种通信接口：支持 Modbus、RS485 等通信协议，方便与其他设备进行数据交互。
2. 型号 B型号 B 是一种固定式超声波流量计，适用于中等大小管道的流量测量。
该型号具有以下特点：•测量范围广泛：适用于直径为 50mm 至 500mm 的管道；•高精度：具有±0.2% 的测量精度；•大屏幕显示：配备大尺寸液晶显示屏，方便用户实时监测流量；•多种输出方式：支持 4-20mA、RS485 和脉冲输出，方便与其他设备进行数据交互；•耐高温高压：可适应高温高压环境，适用于工业生产现场的流量监测。
3. 型号 C型号 C 是一种嵌入式超声波流量计，适用于大型管道的流量测量。
该型号具有以下特点：•测量范围广泛：适用于直径为 300mm 至 3000mm 的管道；•高精度：具有±0.1% 的测量精度；•多通道测量：可同时测量多个管道中的流量，满足复杂工艺流程的需求；•大容量数据存储：内置大容量存储器，可存储长时间的测量数据；•远程监控：可通过网络远程监控流量数据，方便管理和维护。
4. 型号 D型号 D 是一种气体流量计的特殊型号，适用于测量气体流量。
该型号具有以下特点：•强大的气体适应性：能够测量多种气体，包括空气、氮气、氧气等；•高灵敏度：可测量低至 0.01m/s 的气体流速；•快速响应：具有快速响应时间，适用于需要实时监测的气体流量测量场景；•耐高温高压：可适应高温高压环境，适用于工业生产现场的气体流量监测。
超声波流量计参数
超声波流量计参数
超声波流量计是一种非侵入式测量流量的仪器，其优点包括不需要动态计量件、不会影响管道流动，而且精度高、可靠性好。
超声波流量计广泛应用于水利工程、化工、环保、食品、制药等领域。
超声波流量计的参数有哪些？
1. 测量范围与精度
超声波流量计的测量范围一般在0.1m/s-10m/s之间。
一般来说，测量范围越大，对管道的要求也就越高，精度会相应下降。
而测量精度一般为±1%-±2%。
2. 测量介质
超声波流量计适用于各种液体介质的流量测量，包括清水、脏水、酸碱溶液、石油、天然气等。
3. 测量管径
超声波流量计适用于大多数管道的流量测量，一般管径范围在10mm-
6000mm之间。
而且可以适用于椭圆形、矩形、异型管等。
4. 工作温度和压力
超声波流量计在工作时要注意其工作温度和工作压力，以免影响测量精度。
一般来说，温度范围通常在-30℃-90℃之间，压力范围通常在正压力0MPa-
4.0MPa之间，多采用大口径管道的应用场合压力要求低。
5. 材料
超声波流量计的测量传感器和管道部分都是由不同材质制成，根据不同介
质对材料的需求不同，但通常为高强度不锈钢、碳钢、PVC等材料，比较耐腐蚀。
6. 通信接口
超声波流量计采用数字化信号输出，可以与计算机或PLC通讯，进行数据
传输和监控。
总的来说，超声波流量计的参数主要包括测量范围、测量精度、测量介质、测量管径、工作温度和压力、材料和通信接口。
不同场合和不同介质要求的参
数是不同的。
超声波流量计的原理及应用
超声波流量计的原理及应用
超声波流量计是一种用来测量液体或气体的流量的仪器。
它利用超声波的传播速度与
流体流动速度的关系来测量流量，因此也被称为“声速流量计”。
超声波流量计的原理是通过将超声波传输到流体中，然后测量超声波在流体中传播的
时间差来计算流速。
在超声波流量计中通常使用两种超声波的传输方式：一种是由传感器
发送一个超声脉冲，并测量超声波从发射到接收的时间差，另一种是通过测量超声波在流
体中传播时的传播速度来计算流速。
超声波流量计的应用非常广泛。
它可以测量液体或气体的流量，包括水、天然气、石油、化学药品等。
在工业领域，超声波流量计可以用于监测流体在管道中的流量，例如在
石油和化工工艺中用于监测原料、产品和废液的流量。
超声波流量计也广泛应用于水处理、供暖、空调、能源监测和自动化控制等领域。
超声波流量计有许多优点。
它的测量范围广，可以适用于多种流体和管道尺寸。
它不
会改变流体的温度、压力和化学性质，对被测流体没有影响。
超声波流量计具有精确测量、稳定可靠、响应迅速和易于安装和使用等优点。
超声波流量计也有一些局限性。
它对流体的性质有一定的要求，例如需要液体或气体
中含有至少5%的可溶性固体或不溶性固体。
长时间使用会导致传感器的磨损，降低测量精度。
超声波流量计的价格相对较高，不适合小型工程和个体用户。
超声波流量计是一种广泛应用于工业和科学领域的流量测量仪器。
它具有精确测量、
稳定可靠、响应迅速和易于安装和使用等优点，但也需要注意一些局限性，如对流体性质
的要求和价格较高等。
超声波流量计的原理和构造
超声波流量计的原理和构造原理：超声波是指频率超过20kHz的声波。
在超声波流量计中，通常使用的是频率为1MHz~10MHz的超声波。
超声波在流体中传播时，会受到介质的密度和流速等因素的影响，这些因素会引起超声波在介质中传播速度的变化。
构造：1.发射器（传感器）：负责发射超声波信号。
发射器一般是由一个或多个压电陶瓷片组成，当施加电压时，会产生机械振动，从而产生超声波信号。
2.接收器（传感器）：负责接收经过流体传播回来的超声波信号。
接收器和发射器一样，通常也是由压电陶瓷片组成。
当接收到超声波信号时，压电陶瓷片会产生电压信号。
3.转化电路：负责将接收到的压电陶瓷片产生的电压信号转换成数字信号，并传输给处理器进行处理。
4.信号处理器：负责对接收到的数字信号进行处理，包括滤波、放大、波形分析等。
同时，信号处理器还可以计算流体流速、流量等参数，并将结果显示在显示器上。
5.显示器：用于显示流体的流速、流量等参数。
一般采用LCD或LED显示器。
根据不同的应用需求，超声波流量计的结构和形状可能会有所不同。
一般有直入式、插入式和便携式等不同类型。
直入式超声波流量计适用于直管道，插入式超声波流量计适用于需要测量流体的管道，便携式超声波流量计则可以携带方便进行不同位置的流量测量。
总之，超声波流量计通过发射和接收超声波信号来测量流体的流速和流量。
它的原理是基于超声波在介质中传播速度的变化特性，通过计算不同路径下超声波的传播时间和传播距离的关系，进而得出流体的流速和流量。
同时，超声波流量计的构造通常包括发射器、接收器、转化电路、信号处理器和显示器等组成部分。
超声波流量计量程范围
超声波流量计量程范围
超声波流量计是一种流量测量设备，用于测量液体和气体的流速、流量以及瞬时流量。
它采用了超声波技术，无需插入式流量计，可以测量管道内的任何流体，比如水、汽油、柴油、液化气等。
超声波流量计的量程一般有两种：标准量程和扩展量程。
标准量程的流速范围从0.2m/s至25m/s，流量范围从0.1m3/h至5000m3/h，可以满足大部分常见的应用场合。
扩展量程的流速范围从0.1m/s至100m/s，流量范围从0.1m3/h至10000m3/h，可以满足更高要求的应用场合。
超声波流量计的量程范围可以根据客户的需要而定，也可以根据具体应用场合选择合适的量程范围。
例如，在工业应用中，需要测量的流量范围可以比较大，这时候可以使用扩展量程的超声波流量计；如果是家庭用户消费的流量范围，则可以采用标准量程的超声波流量计。
超声波流量计的量程范围还可以根据环境温度来确定。
当环境温度较低时，可以采用低量程范围；当环境温度较高时，可以采用高量程范围。
超声波流量计的量程范围是非常丰富的，可以根据客户的需求和应用场合，以及环境温度来确定合适的量程范围。
它可以满足不同的
应用需求，是一种非常有效的流量测量设备。
超声波流量计-百度百科
超声波流量计-百度百科
JK系列超声波流量计/超声波热量表/超声波工业水表通过高精度时间数字转换芯片对超声波传输时间进行测量，有效克服零点漂移、小流量测量误差大等问题；综合利用频差法和时差法，使用实时声速、温度补偿等技术对流量进行补偿；人机接口画面丰富，支持多种通信方式；产品具有稳定性好、零点漂移小、测量精度高、量程比宽，抗干扰性强等特点。
超声波流量计产品特点
1、全系列产品流量测量精度优于1.0级；
2、支持多声道测量，默认为双声道，有效提高了仪表在复杂流体状态中的测量准确性和可靠性；
3、综合采用频差法和时差法测量技术，声速自动补偿，时间分辨率达到45皮秒，有效避免零点漂移，提高了小流量测量精度；
4、支持RS485通信，具有4~20mA变送功能，与企业能源管理系统集成更加方便；
5、支持AC 220V、DC 24V两种电源输入方式；
6、主机与探头类型多样化，可根据现场需求搭配使用，能够满足特殊环境的安装与测量；
7、人机界面丰富，使用操作便捷。
嘉可自动化仪表的超声波流量计产品种类齐全，主要有手持式超声波流量计、便携式超声波流量计、外夹式超声波流量计、插入式超声波流量计、管道式超声波流量计、固定式超声波流量计、一体式超声波
流量计、分体式超声波流量计、模块式超声波流量计、超声波工业水表、电池供电型超声波水表、超声波冷/热量表等。
超声波流量计适用范围
超声波流量计适用范围超声波流量计是一种非接触式流量测量仪器，广泛应用于工业、农业以及住宅等各个领域。
其原理是利用超声波在流体中的传播速度差异来测量流速和流量。
超声波流量计具有测量精度高、无压力损失、不受流体特性限制等优点，适用范围广泛。
本文将从工业、农业和住宅三个方面介绍超声波流量计的适用范围。
一、工业应用超声波流量计在工业领域的应用非常广泛。
首先，在化工行业中，超声波流量计可以用于测量各种化工液体的流速和流量，如酸、碱、溶液等。
其快速、准确的测量结果使得工厂能够实时监测和控制流体的流动，提高生产效率，降低资源浪费。
其次，在石油化工领域，超声波流量计能够测量各种油品（原油、汽油等）和气体的流速和流量，用于油罐、管道和储罐的监测和计量，确保流体输送过程的准确和安全。
此外，超声波流量计还被广泛应用于供水、供气等公用设施领域，以及钢铁、电力、纺织等各个工业行业，实现对各种液体和气体的精确测量和控制。
二、农业应用超声波流量计在农业领域的应用也非常重要。
在灌溉系统中，超声波流量计可以用于测量和控制水流的流速和流量，确保农田得到适当的灌溉，提高作物的生长效果。
超声波流量计对于各种液态肥料的流速和流量的测量也非常有帮助，确保农田得到适当的营养供给。
此外，超声波流量计还可以用于饮水系统、农田水利工程等方面的监测与测量，提高农业生产的效率和可持续性。
三、住宅应用在住宅领域，超声波流量计也发挥着重要的作用。
在暖通空调系统中，超声波流量计可以用于测量和控制冷热水的流速和流量，确保供暖和制冷系统的稳定运行。
超声波流量计对于供水系统和燃气的流速和流量测量也非常有帮助，保障住宅的正常供水和燃气使用。
另外，在家庭用电监测中，超声波流量计可以用于测量家庭用电设备的电量消耗，提供节能和负荷管理的参考数据，实现家庭用电的科学管理。
总结超声波流量计以其高精度、非接触等优点，在工业、农业和住宅等领域的应用范围非常广泛。
它能够测量各种流体的流速和流量，包括液体和气体。
超声波流量计方案
超声波流量计方案一、引言超声波流量计是一种常见的流量测量设备，通过利用超声波的传播特性实现对流体流量的测量。
它具有测量准确、无压力损失、无移动部件等优点，在工业生产中得到广泛应用。
本文将介绍超声波流量计的基本原理、常见类型以及应用案例，为读者提供一个全面了解和选用超声波流量计的方案。
二、基本原理超声波流量计通过发射超声波脉冲到流体中，利用声波在流体中传播的速度差异来测量流速。
其工作原理基于多普勒效应，即当声波遇到流体运动时，波长会发生变化，从而实现对流速的测量。
常见的超声波流量计包括传输时间差法和多普勒效应法，下面将分别进行介绍。
2.1 传输时间差法传输时间差法是一种基于声速差异原理的测量方法。
超声波流量计通常由两个传感器组成，一个作为发射器向下游发射超声波信号，另一个作为接收器接收信号。
超声波在流体中传播的速度取决于流体的物理性质以及流速。
当超声波流经流体时，由于流体的速度不同，传输时间会发生变化。
通过测量声波传播的时间差，可以计算出流体的平均流速。
2.2 多普勒效应法多普勒效应法是一种基于声波频率变化原理的测量方法。
超声波流量计的传感器通常同时具备发射和接收功能。
当超声波与流体运动相互作用时，声波的频率会发生变化。
对于与流体相对运动的声波而言，当流速较大时，声波频率会增加；当流速较小时，声波频率会减小。
通过测量超声波频率变化，可以计算出流体的实际流速。
三、常见类型根据实际应用需求和流体特性，超声波流量计可以分为不同类型，下面将介绍其中三种常见的类型。
3.1 声速差法超声波流量计声速差法超声波流量计采用传输时间差法进行测量，其原理是通过测量超声波在流体中传播的时间差来计算流体的流速。
该类型的流量计适用于流体中无颗粒或颗粒较小的情况，如液体或气体的流量测量。
3.2 直接时间差法超声波流量计直接时间差法超声波流量计是一种改进的传输时间差法测量方法。
与传统声速差法不同的是，该类型的流量计不再使用两个传感器，而是采用单个传感器进行测量。
超声波流量计
• 金属构件、混凝土制品、塑料制品、陶瓷制品的探 伤及厚度检测； • 浓度、硬度、温度检测等； • 作为开关、用于测量距离等。 • 流量、液位、料位检测。
超声波流量计
• 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。 • 根据对信号检测的原理超声流量计可分为传播速度差法 (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。
速度差的测量方法
• 速度 C u 为两个分速度向量和， 为了使问题简化，认为顺流 时Cu=C+ucos θ ，逆流时
C
u
=C-ucos
θ
，
二者之速度差为2 ucos θ ， 由 于 cos θ 值是已知的， 因此可得流体的速 度u 。
时间差法测量方法
• 由于速度非 • 常大，根据 速度、时间、• 距离三者之 • 间的关系， 若距离已知，• 测出时间， 就可以知道 • 速度。因此 速度差的测 量可以改为 • 测量时间。 即时间差法。
压式流量计(变压降式流量计)
• 差压式流量计由一次装置和二次装置组成．一次装置称流量测量元件， 它安装在被测流体的管道中，产生与流量(流速)成比例的压力差，供 二次装置进行流量显示。二次装置称显示仪表。它接收测量元件产生 的差压信号，并将其转换为相应的流量进行显示．差压流量计的一次 装置常为节流装置或动压测定装置(皮托管、均速管等)。二次装置为 各种机械式、电子式、组合式差压计配以流量显示仪表．差压计的差 压敏感元件多为弹性元件。由于差压和流量呈平方根关系，故流量显 示仪表都配有开平方装置，以使流量刻度线性化。多数仪表还设有流 量积算装置，以显示累积流量，以便经济核算。这种利用差压测量流 量的方法历史悠久，比较成熟，世界各国一般都用在比较重要的场合， 约占各种流量测量方式的70％。发电厂主蒸汽、给水、凝结水等的流 量测量都采用这种表计。
超声波流量计
v=
单反射和双反射声道
Q.Sonic-5® （CheckSonic）Transducer Position Axial, path 1 Axial, path 3 Axial, path 5 Swirl, path 2 Swirl, path 4
单反射声道
A/B A B
声道配置比较分析结论
1、平行声道是数字式传输时间法的早期应用模型，探头 技术容易实现，但对轴向速度的分布不对称、二次分 析涡流的能力、权重因子固定等问题缺乏解决手段。 2、反射式声道技术的应用，大大提高了测量的声程长度， 而且在轴向速度分布不对称、消除涡流影响、权重因 子自动调整等方面进行了改进，提高了仪表的现场使 用精度。 3、多声道反射式声道结构的设计，可以更加全面捕捉通 过流量计截面的流态信息，确保计量精度的提高。 4、独特的多声道反射声道均匀、平衡分布的结构，在现 场各种复杂情况下安装，均可保证流量计正常工作， 计量精度不受影响。对现场复杂流态及时检测，消除 各种不对称流体对计量精度带来的各种影响。
五.超声波流量计的安装注意事项
1、超声波流量计在现场安装前，必须将其 送到法定计量检定。 2、应注意调整超声流量计的测量声道的安 装方位，使超声波在管内壁的反射点都不在管道 的底部。这种安装要求可以防止在管道底部可能 聚集的液体或脏污所引起的超声信号的衰减和潜 在的失去测量结果的危险。
超 声 波 流 量 计
目录
一.超声波流量计分类 二.超声波流量计系统组成部分 三.超声波流量计的特点 四.超声流量计的基本工作原理 五.超声波流量计的安装注意事项 六.外夹式超声波特点
一.超声波流量计分类
流量计按换能器安装方式可分为插入式和外夹式 两种形式。 插入式流量计根据换能器的数量不同，分为单声 道流量计，双声道流量计和多声道流量计。 流量计按计量方式分为：贸易用流量计和核查流 量计。 贸易用流量计只有二声道以上插入式超声波流量 计。
超声波流量计
原理： 根据对信号检测的原理超声波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。 超声流量计和超声波流量计一样，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 1 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，它是发展迅速的一类流量计之一。 超声波流量计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。
2
注意事项
超声波流量计正确选型才能保证超声波流量计更好的使用。选用什么种类的超声波 流量计应根据被测流体介质的物理性质和化学性质来决定?使超声波流量计的通径、 流量范围、衬里材料、电极材料和输出电流等?都能适应被测流体的性质和流量测量 的要求。 1、精密功能检查 精度等级和功能根据测量要求和使用场合选择仪表精 度等级，做到经济合算。比如用 于贸易结算、产品交接和能源计量的场合，应该选择精度等级高些，如1.0级、0.5级 ，或者更高等级; 用于过程控制的场合，根据控制要求选择不 同精度等级;有些仅仅是 检测一下过程流量，无需做精确控制和计量的场合，可以选择精度等级稍低的，如1.5 级、2.5级，甚至 4.0级，这时可以选用价格低廉的插入式超声波流量计。 2、可测量的介质 1 测量介质流速、仪表量程与口径 测量一般的介质时，超声波流量计的满度 流量可以 在测量介质流速0.5—12m/s范围内 选用，范围比较宽。选择仪表规格(口径)不一 定与 工艺管道相同，应视测量流量范围是否 在流速范围内确定，即当管道流速偏低，不能 满足流量仪表要求时或者在此流速下测量准 确度不能保证时，需要缩小仪表口径，从 而提 高管内流速，得到满意测量结果。 超声波液位计测量水位的原理以及安装要求： 超声波液位计工作时，高频脉冲声波由换能器（探头）发出，遇被测物体（水面）表 面被反射，折回的反射回波被同一换能器（探头）接收，转换成电信号。脉冲发送和 接收之间的时间（声波的运动时间）与换能器到物体表面的距离成正比，声波传输的 距离S与声速C和传输时间T之间的关系可以用公式表示：S= CⅩT/2 例如：声速C=344m/s，传输时间为50ms，即可算出传输的距离为17.2m，测定距离 为8.6m。
超声波流量计说明书
Mark II
CPU 主板 电源板
本安接口板 现场接线板 诊断和接口板
四、CUI软件
DANIEL CUI是基于Windows操作系统的软件，可为用户呈 现：流速剖面、各声道的声速、增益、信噪比
连接PC机与超声流量计之间的RS232（以太网）通讯电缆， 在PC机中运行“Daniel CUI MARK III”软件，点击 “connect（连接）”按钮，建立PC机与超声流量计之间 的通讯。
声波是如何产生的 ?
当振动体与介质相接触时,便产生声波
声波的频率 (Hz)
单位时间内通过某一给定点的声波的数量叫 声波的频率
声波的速度
速度是指声波通过某一介质的速率(米/秒, 英 尺/秒), 它是独立于频率的一个概念
介质的弹性越大,声波传播的速度越快 介质的密度越大, 声波传输的速度越慢 如果气体的密度已知的话,声波的速度是可以
如果某声道探头脏了，那么探头的能量就会被大大削弱， 此时流量计可以通过探头的反馈信号得知能量损耗较大，结 果就会增加此声道的增益，从而增加能量，能够克服由于探 头脏污而导致的能量损失。
Signal to noise ratios:信噪比，指的是超声波流量计的信 号和噪声的比值，信噪比越大，则说明超声波流量计的工作 情况越好。
当管道中有气体流过时，传感器1和传感器2所发射的超声波 脉冲分别被传感器2和传感器1接受，由于超声波脉冲在气流 中传播速度受到气流的影响，导致超声波脉冲顺流传播的速 度要比逆流时快，在超声波声道长度内，其顺流、逆流方向 的传播时间分别为：
ts
L
cvcos
tn
L
cvcos
超声波流量计精度等级对照表
超声波流量计精度等级对照表超声波流量计是一种常用的流量测量仪器，广泛应用于工业自动化控制系统中。
超声波流量计通过发送超声波脉冲并测量脉冲传播时间来计算流体的流速和流量。
在实际应用中，超声波流量计的精度等级对于流量测量的准确性至关重要。
本文将根据超声波流量计精度等级对照表，对其进行详细解析。
超声波流量计精度等级对照表通常由仪器制造商给出，并根据国家标准进行分类。
不同精度等级的超声波流量计适用于不同的流量测量要求。
常见的超声波流量计精度等级包括0.5级、1级、1.5级、2级等。
下面将逐个进行介绍和解释。
首先是0.5级超声波流量计。
这是超声波流量计中精度最高的等级，其测量误差一般在0.5%以内。
这种流量计适用于对流量测量要求较高的场合，如石油、化工等领域。
它具有精确、稳定的特点，能够满足对流量测量精度要求较高的工艺控制需求。
其次是1级超声波流量计。
这种流量计的测量误差通常在1%以内。
1级超声波流量计广泛应用于工业生产中的流量测量，如供水、给排水、冷热计量等领域。
它具有测量精度高、响应速度快、可靠性好等特点，是工业自动化控制系统中常用的流量测量装置。
接下来是1.5级超声波流量计。
这种流量计的测量误差一般在1.5%以内。
1.5级超声波流量计适用于一般工业流量测量场合，如化工、制药、食品等行业。
它具有测量精度较高、稳定性好、使用方便等特点，可以满足大多数工业流量测量需求。
最后是2级超声波流量计。
这种流量计的测量误差一般在2%以内。
2级超声波流量计适用于一些对流量测量要求不太严格的场合，如一般环保、冷却水等流量测量。
它具有价格低廉、使用方便等特点，是一种经济实用的流量测量装置。
需要注意的是，超声波流量计的精度等级是根据实际测量情况和要求来确定的。
在选择超声波流量计时，需要根据具体的流量测量要求和使用环境来确定所需的精度等级。
同时，还需要考虑超声波流量计的价格、可靠性、维护成本等因素，综合考虑选择最合适的流量计。
超声波流量计的技术参数
超声波流量计的技术参数超声波流量计（Ultrasonic flowmeter）是一种利用超声波进行流量测量的仪器。
它具有非接触、不堵塞、不漏水、无压力损失、可实现大口径测量等优点，因此在液体和气体流量测量方面广泛应用于工业领域。
以下是超声波流量计的技术参数的详细介绍：1.测量范围：超声波流量计可适用于不同范围的流量测量，通常以标准立方米/小时（Nm³/h）或立方米/小时（m³/h）为单位。
可以根据实际需要选择不同的测量范围。
2.精度：超声波流量计的精度是指它所能实现的测量结果的准确程度。
通常以百分比表示，如±1%、±0.5%等。
精度越高，测量结果越准确。
3.工作温度：超声波流量计能够适应的工作温度范围会影响它的应用领域。
一般情况下，它能够适应从低温到高温的条件。
4. 工作压力：超声波流量计的工作压力范围是指它能够承受的液体或气体压力的上限和下限。
通常以千帕（Kpa）或兆帕（MPa）为单位。
5.流体速度范围：超声波流量计的测量准确性与流体速度有关。
该仪器通常适用于不同范围的流速，常以米/秒（m/s）为单位。
6.仪器耗电量：超声波流量计的耗电量会影响其在使用中的稳定性和耐用性。
较低的耗电量可延长设备的寿命，并降低使用成本。
7.测量信号输出：超声波流量计通常会提供不同类型的测量信号输出接口，如模拟输出（4-20mA或0-10V）、数字输出（RS485、MODBUS等）等。
这样用户可以根据实际需要进行数据采集和监控。
8.安装方式：超声波流量计可以有不同的安装方式，如插入式、固定式、螺纹式等。
不同的安装方式适用于不同的场合和管道尺寸。
9.电源需求：超声波流量计通常会有不同的电源需求，包括电压和电流。
需要根据实际情况提供相应的电源设施。
10.仪器重量和尺寸：超声波流量计的重量和尺寸直接影响其安装和使用的方便性。
较轻便和小巧的仪器易于安装和携带。
以上就是超声波流量计的技术参数的详细介绍，超声波流量计作为一种精度高、稳定性强、适用范围广的流量测量仪器，在工业生产和自动化控制方面具有重要的应用价值。
超声波流量计技术讲解-
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第三节 分类和结构（续2）
■ 3.2 分类 可以从不同角度对超声流量测量方法和换能器（或传感器）进行分类。
■ （1） 按测量原理分类 封闭管道用USF按测量原理有5种，如2节所述，现在用得最多的是传 播时间法和多普勒法两大类。
■ （2） 按被测介质分类
9
超声波的分类和结构（续3）
17
超声波的选用考虑要点（续6）
■ 4.5 换能器类型的选择 ■ （1） 传播时间法
本类仪表可采用换能器的类型较多，各厂家换能器结构 不同，适用的流体条件（温度、压力等）、管道条件（材 质、形状、管径、直管长度等）和安装条件等也不相同。 此外还与声道的设置方法有关，而声道的设置方法又与测 量精度和重复性等密切相关。气体用USF因固体和气体界 面间超声波传播效率非常低，只能用直射式换能器。因此 气体流量测量一般不采用外夹装式USF。 ■ （2） 多普勒法 本类仪表用的折射式换能器。目前国内产品大部分采用夹 装式，但与传播时间法所用的夹装式换能的发射频率等技 术性能不同，不能混用。然而两者适用管道条件是基本相 同的。
■ 4.2 适用悬浮颗粒含量的范围 ■ 多普勒法USF要比传播时间法适用悬浮颗粒含量上限
高得多，而且可以测量连续混入气泡的液体。但是根 据测量原理，被测介质中必须含有一定数量的散射体， 否则仪表就不能正常工作。 ■ 传播时间法USF可以测量悬浮颗粒很少的液体，但不 能测量含有影响超声波传播的连续混入气泡或体积较 大固体物的液体。在这种情况下应用，应在换能器的 上游进行消气、沉淀或过滤。在悬浮颗粒含量过多或 因管道条件致使超声信号严重衰减而不能测量时，有 时可以试降低换能器频率，予以解决。
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超声波的选用考虑要点（续7）
超声波流量计 说明书
超声波流量计说明书一、概述超声波流量计是一种高科技的流量测量仪表，它利用超声波在流体中的传播速度与流体流速之间的函数关系来测量流体的流量。
这款流量计具有高精度、高可靠性、易于安装和维护等优点，特别适合用于各种工业生产过程中的流量测量。
二、产品特点1. 高精度：超声波流量计采用先进的信号处理技术和算法，能够实现高精度的流量测量，有效避免了传统流量计在测量过程中可能出现的误差。
2. 宽测量范围：超声波流量计适用于各种流速和流量范围，能够满足不同用户的需求。
无论是小流量还是大流量，它都能准确地测量出流体的流量。
3. 无压力损失：超声波流量计在测量过程中对流体没有任何阻碍，因此不会对流体产生压力损失，从而保证了流体的流动性能。
4. 稳定性好：超声波流量计的测量部件采用高品质的材料和工艺制作，保证了长期使用的稳定性和可靠性，大大减少了维护和维修的频率。
5. 易于安装和维护：超声波流量计的安装非常简便，只需要按照说明书的要求进行安装即可。
同时，它的维护也非常方便，只需要定期清洗测量管路和检查各部件是否正常工作即可。
三、使用方法1. 安装前准备：在安装超声波流量计之前，需要先确认测量管路已经清洗干净，没有任何杂质和污垢。
同时，需要检查流量计的型号和规格是否符合要求，并检查电源和信号线是否连接正常。
2. 安装方式：根据现场的实际情况，选择合适的安装方式。
一般来说，超声波流量计的安装方式有插入式、管段式等。
按照安装说明书的步骤进行安装，确保安装牢固可靠。
3. 参数设置：根据流体类型、管道材质和尺寸等参数设置流量计的测量参数。
这些参数的设置将直接影响到测量结果的准确性和可靠性，因此需要按照说明书的要求正确设置各项参数。
4. 校准和调试：在安装完成后，需要对超声波流量计进行校准和调试，以确保其测量准确度和稳定性符合要求。
一般来说，校准和调试需要在专业人员的指导下进行。
5. 日常维护：为了保持超声波流量计的测量精度和使用寿命，需要定期对其进行检查和维护。
超声波流量计的优缺点
超声波流量计的优缺点
1.优点外夹式超声波流量计是一种非接触式仪表，它既可以测量大管径的介质流量也可以用于不易接触和观察的介质的测量。
它的测量准确度很高，几乎不受被测介质的各种参数的干扰，尤其可以解决其它仪表不能的强腐蚀性、非导电性、放射性及易燃易爆介质的流量测量问题。
2.缺点现今所存在的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。
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流量=流速 截面积 流量 流速*截面积 流速
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► 工况体积瞬时流量
= 面积 * Ve ► 标准体积瞬时流量 =工况体积瞬时流量 * 工 工况体积瞬时流量 况密度 / 标准密度 ► 质量瞬时流量 =工况体积瞬时流量 *工况密 工况体积瞬时流量 工况密 度
2
v = 流体速度 c = 声速 t1 = 上游传输时间 t2 = 下游传输时间
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多通道即多路流速测量!
A B C D
L (t1 -t2 ) Vn = 2x (t1 t2 )
2
Σ Vavg = n=1 Wn Vn
4
多通道流量计
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流速测量
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► 2、
超声流量计表体安装 超声流量计表体安装各厂家要求各不相同， 超声流量计表体安装各厂家要求各不相同， 一般应保证表体水平安装， 一般应保证表体水平安装，有的还应将表体 法兰上定位销孔与上、 法兰上定位销孔与上、下游直管段相应销孔 对齐。安装时应留有足够的检修空间。 对齐。安装时应留有足够的检修空间。 ► 3 、突入物 超声流量计的内径、连接法兰及其紧邻的上、 超声流量计的内径、连接法兰及其紧邻的上、 下游直管段应具有相同的内径， 下游直管段应具有相同的内径，其偏差应在 管径的± 以内； 管径的±1％以内；
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超声波流量计的结构
气体超声流量计的结构主要取决于以下几个方面： （1）声波探头的设置方式。外置式或内置接触 ）声波探头的设置方式。 式，气体超声流量计一般采用将接收和发射换能 器插入管内至内壁边缘。 器插入管内至内壁边缘。 （2）声波的接收方式。 ）声波的接收方式。 直射式： ① 直射式：直接接收发射探头的声波 反射式：接收经管壁反射以后的声波。 ② 反射式：接收经管壁反射以后的声波。即接 收换能器不是直接接收发射换能器发出的声波， 收换能器不是直接接收发射换能器发出的声波， 而是接收经管壁一次反射或再次反射回的声波。 而是接收经管壁一次反射或再次反射回的声波。
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► 4、内表面
与超声流量计匹配的直管段，其内壁应无锈 与超声流量计匹配的直管段， 蚀及其它机械损伤，在组装之前， 蚀及其它机械损伤，在组装之前，应除去超 声流量计及其连接管内的防锈油或沙石灰尘 等附属物。 等附属物。使用中也应随时保持介质流通通 道的干净、光滑。 道的干净、光滑。 ► 5、温度计插孔 对单向流测量， 对单向流测量，应将温度计插孔设在超声流 量计下游距法兰端面（ 之间； 量计下游距法兰端面（2～5）D之间；对双 向流进行测量， 向流进行测量，温度计插孔应设在距超声流 量计法兰端面至少3 的位置。 量计法兰端面至少3D的位置。
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► （3）声道的设置。
单声道和多声道。 ► 不论是单声道还是多声道气体超声流量计， 不论是单声道还是多声道气体超声流量计， 其声波的发送与接收原理是一样的。 其声波的发送与接收原理是一样的。不同的 是在不同声程上所测的线速度对管道截面的 流速的呈现不同。 流速的呈现不同。
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声速
检查超声流量计各声道所测的声速是否稳定在一定 范围内，如果发生跳变，表明存在故障。 范围内，如果发生跳变，表明存在故障。
必查
增益值/ 增益值/噪声 信噪比/信号质量） （信噪比/信号质量）
增益值主要受压力和超声探头表面污物的影响， 增益值主要受压力和超声探头表面污物的影响， 通常情况下增益应该是相对稳定的。 通常情况下增益应该是相对稳定的。若超出超声流 量计说明书中规定的技术范围， 量计说明书中规定的技术范围，则说明超声流量计 不能正常工作。 不能正常工作。 检查反映背景噪声和/ 检查反映背景噪声和/或电噪声量的参数是否稳定 在正常范围值。 在正常范围值。 若增益或信噪比等超出流量说明书中规定的范围 则表明探头表面因被污染而不能正常工作。 ，则表明探头表面因被污染而不能正常工作。 检查超声流量计所测的气体工作流速是否在超声流 量计说明规定的正常工作范围内。 量计说明规定的正常工作范围内。 首次安装时必须检查超声流量计算机内设置的各项 参数是否正确。 参数是否正确。
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超声波流量计结构
主要分为三部分：流量计本体、超声换能器、Mark II电子 主要分为三部分：流量计本体、超声换能器、Mark II电子 数据处理单元，如图所示： 流量计本体：流量计本体是经特殊加工，用于安装超声换能 器、Mark II电子数据处理单元及压力变送的装置。 器、Mark II电子数据处理单元及压力变送的装置。 超声换能器：超声换能器是把声能转换成电信号和反过来把 电信号转换成声能的元件。
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任意一对传感器
L t1 = c - v(x/L) L t2 = c + v(x/L) Flow D X
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流量从上述方程中求出
L (t1-t2) v= 2x t1t2 L (t1+t2) c= 2 t1t2
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超声波流量计的投运 1.流量计投用以前应该按国家标准或规程进行 1.流量计投用以前应该按国家标准或规程进行 检定或实流校准。 检定或实流校准。 2.检查各种信号线，电源线连接完好。 2.检查各种信号线，电源线连接完好。 检查各种信号线 3.先打开进口旁通阀 给管道缓慢充气， 先打开进口旁通阀， 3.先打开进口旁通阀，给管道缓慢充气，然后 缓慢打开进口截止阀（至少持续一分钟）， 缓慢打开进口截止阀（至少持续一分钟）， 避免流量计过高压差或过高流速， 避免流量计过高压差或过高流速，给管道缓 慢加压，达到流量计的运行压力。注意: 慢加压，达到流量计的运行压力。注意:压 力剧烈震荡或不当的高速加压会损坏流量计 4.检查所有的法兰连接处和引压接头及温度 4.检查所有的法兰连接处和引压接头及温度 传感器的插入接头处是否有气体泄漏。 传感器的插入接头处是否有气体泄漏。
必查
气体工作流速
必查
流量参数核查
首次必查
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超声流量计常见问题及对策
序 号 可能发生 的故障 原因 接触不好 1 没有流量 信号 其它 脏污 压力超范围 3 超声探头 不工作 排除方法 检查超声流量计的各信号电缆及接头、直流电源的电压、 检查超声流量计的各信号电缆及接头、直流电源的电压、 电源线及用户一端的接口。 电源线及用户一端的接口。 需对超声流量计进一步检查。若某组件被确认已损坏时， 需对超声流量计进一步检查。若某组件被确认已损坏时， 应更新与其相同型号规格的组件， 超声流量计厂家推 应更新与其相同型号规格的组件，或超声流量计厂家推 荐型号组件，更换后应进行相应的检查。 荐型号组件，更换后应进行相应的检查。 经超声流量计参数检查证实是超声探头脏污，应按第三 超声流量计参数检查证实是超声探头脏污， 参数检查证实是超声探头脏污 节的要求进行清洗。 节的要求进行清洗。 调整计量工作压力或更换合适的探头。 调整计量工作压力或更换合适的探头。 按要求更换相同型号的新探头，并将新探头的标定参数 按要求更换相同型号的新探头， 输入到相应的程序系统中，记录新探头的系列号。 输入到相应的程序系统中，记录新探头的系列号。检查 各声道的声速测量值，其最大误差不超过0.2%。 各声道的声速测量值，其最大误差不超过0.2%。再计 算出相同条件下的理论声速， 算出相同条件下的理论声速，二者之间误差应在超声流 量计说明书规定的范围内。 量计说明书规定的范围内。 分别检查超声流量计温度、压力测量系统接线。 分别检查超声流量计温度、压力测量系统接线。
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超声流量计日常维护需要检查的 参数和方法
需要检查的运行参数 气体工作温度 气体工作压力 天然气组成 超声流量计系数 各声道运行状态 零流速读数 检 查 方 法 按相关要求检查温度测量系统工作是否正常。 按相关要求检查温度测量系统工作是否正常。 按相关要求检查压力测量系统工作是否正常。 按相关要求检查压力测量系统工作是否正常。 检查计算机内输入的天然气组成数据是否正确，或 检查计算机内输入的天然气组成数据是否正确， 在线分析系统的分析数据是否正确。 在线分析系统的分析数据是否正确。 检查超声流量计系数是否与检定证书一致。 检查超声流量计系数是否与检定证书一致。 检查各声道的参数， 检查各声道的参数，确认各声道运行是否正常 在零流速下各声道所测得的气体流速是否小于规定 值。 备注 必查 必查 必查 必查 必查 选择
管路安装 ► 1、上、下游直管段 紧邻超声流量计的上、 紧邻超声流量计的上、下游安装一定长度的 直管段。上游条件较为理想时， 直管段。上游条件较为理想时，要求上游直 下游直管段为5 管段为10 管段为10D，下游直管段为5D（推荐上游直 管段为20 下游直管段为5 ）。双向流动 管段为20D，下游直管段为5D）。双向流动 下游直管段均应至少10倍管道公称 时，上、下游直管段均应至少10倍管道公称 直径。 直径。
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5.接线检查：对照厂家提供的系统接线图，检 5.接线检查 对照厂家提供的系统接线图， 接线检查： 查所有接线无误。 查所有接线无误。 7.流量计最高流速不超过 流量计最高流速不超过30m/s 7.流量计最高流速不超过30m/s 8.流量计在启用前要求进行零流量测试 流量计在启用前要求进行零流量测试， 8.流量计在启用前要求进行零流量测试，现场 不具备条件应进行工况条件下的零流量测试 （零流量测试就是关闭超声流量计的上、下 零流量测试就是关闭超声流量计的上、 关闭超声流量计的上 游阀门，使流过流量计的气体流速为零， 游阀门，使流过流量计的气体流速为零，等 管道内气体温度稳定后，读取零流速读数， 管道内气体温度稳定后，读取零流速读数， 每个声道的气体流速至少记录30s， 每个声道的气体流速至少记录30s，要求零 流速读数应小于12mm/s。 流速读数应小于12mm/s。）