超声波流量计原理
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。
超声波明渠流量计测量原理
超声波明渠流量计测量原理
超声波明渠流量计是利用超声波传播的特性来测量明渠流量的仪器。
它的测量原理主要包括以下几个步骤：
1. 发射超声波：流量计中的发射器会发射一束超声波信号，这个信号会通过明渠向下传播。
2. 接收超声波：在明渠中，超声波会被水体反射和散射，其中一部分会被接收器接收。
3. 计算时间差：接收器会记录超声波发射和接收的时间差。
由于超声波在水中的传播速度是已知的，根据时间差可以计算出超声波在水中传播的距离。
4. 测量流速：通过连续测量超声波的传播距离，可以获得明渠中的流速分布。
5. 计算流量：根据已知的明渠横截面积和流速分布，可以计算出明渠的流量。
超声波明渠流量计的优点是测量精度高、测量范围广、不受温度、压力等因素的影响，并且无需对明渠进行改造，对流体不会造成干扰。
但也有一些局限性，例如在特定情况下可能受到空气泡存在的干扰。
超声波流量计 原理
超声波流量计原理
超声波流量计是一种利用超声波传播特性来测量流体流量的仪器。
其原理基于多普勒效应和时间差法。
多普勒效应是指当发射器和接收器相对于被测流体运动时，接收到的超声波频率与发射时的频率之间存在差异。
如果被测流体是静止的，则接收到的频率与发射时相同。
但如果被测流体在某个方向上运动，则接收到的频率会发生变化。
通过测量频率的变化，可以确定流体的流速。
时间差法是指利用超声波在流体中传播的时间差来计算流速。
超声波在传播过程中，若流体是静止的，则发射器和接收器之间的时间差与流速无关。
但如果流体在某个方向上运动，则超声波在流体中传播的时间将会受到影响。
通过测量发射器和接收器之间的时间差，可以计算出流速。
超声波流量计通常由发射器和接收器组成。
发射器将超声波发射到流体中，接收器接收到从流体中反射回来的超声波，并进行频率或时间的测量。
根据测量结果以及流体特性的已知参数，可以计算出流体的流速和流量。
超声波流量计原理详细说明
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。
一、超声波流ห้องสมุดไป่ตู้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。
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
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。
超声波流量计工作原理及常见问题概述
超声波流量计工作原理及常见问题概述一、工作原理1、概述超声流量计是一个测量仪表，它利用声学原理来测定流过管道的流体的流速。
在气体的测量现场主要的检测元件包括一对或几对超声传感器。
这些传感器都安装在管壁上，每一组传感器的表面都彼此具有规定的几何关系。
由一个传感器发射的超声脉冲由同一组内另一个传感器接收，反过来也如此。
Q.Sonic-3采用了一个单反射声道的方案，在对面的管壁处声脉冲有一次反射。
此方案使声道的总长度增加，从而能改善分辨率(灵敏度)并拓宽流量计的范围度，如图2-1所示。
图2-1信号反射路径2、流速的测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；这样就有：LtD = ----------------------- ---------------- (2.1)C + V ? cos和LtU = ----------------------- ---------------- (2.2)C —V ? cos式中，L代表两个传感器之间声道的直线长度，可按下式确定L：L D= ------------- ---------------- (2.3)2 sinA采用电子学手段来测量此传输时间。
根据时间倒数的差，可按下式计算流速VA L 1 1V = ------------- ( -------------------- )-——(2.4)2cos tD tU一般说来，沿管道横截面的流速并不是一个固定不变的常量。
在流过很长圆管的定常无涡流的流体中，流速仅是径向位置的函数。
超声波流量计原理
1引言近几年来,随着电子技术、数字技术和声楔材料等技术的发展,利用超声波脉冲测量流体流量的技术发展很快;基于不同原理,适用于不同场合的各种形式的超声波流量计已相继出现,其应用领域涉及到工农业、水利、水电等部门,正日趋成为测流工作的首选工具;2超声波流量计的测量原理超声波流量计常用的测量方法为传播速度差法、多普勒法等;传播速度差法又包括直接时差法、相差法和频差法;其基本原理都是测量超声波脉冲顺水流和逆水流时速度之差来反映流体的流速,从而测出流量；多普勒法的基本原理则是应用声波中的多普勒效应测得顺水流和逆水流的频差来反映流体的流速从而得出流量;时差法测量原理时差法测量流体流量的原理如图1所示;它利用声波在流体中传播时因流体流动方向不同而传播速度不同的特点,测量它的顺流传播时间t1和逆流传播时间t2的差值,从而计算流体流动的速度和流量;图1超声波流量计测流原理图设静止流体中声速为c,流体流动速度为v,把一组换能器P1、P2与管渠轴线安装成θ角,换能器的距离为L;从P1到P2顺流发射时,声波传播时间t1为：从P2到P1逆流发射时,声波的传播时间t2为：一般c>>v,则时差为：单声道测试系统只适用于小型渠道水位和流速变化不大的场合;大型渠道水面宽、水深大,其流速纵横变化也较大,须采用多声道超声波测流才能获得准确的流量值,见图2;应用公式5、6可测得流量Q;以上各式中：d为垂直于水流方向上两换能器之间水平投影的距离,为声道数,S为两声道之间的过水断面面积;图2多声道超声波流量计测流原理图多普勒法测量原理多普勒法测量原理,是依据声波中的多普勒效应,检测其多普勒频率差;超声波发生器为一固定声源,随流体以同速度运动的固体颗粒与声源有相对运动,该固体颗粒可把入射的超声波反射回接收器;入射声波与反射声波之间的频率差就是由于流体中固体颗粒运动而产生的声波多普勒频移;由于这个频率差正比于流体流速,所以通过测量频率差就可以求得流速,进而可以得到流体流量,如图3;图3多普勒超声波流量计测流原理图当随流体以速度v运动的颗粒流向声波发生器时,颗粒接收到的声波频率f1为：因此,声波接收器和发生器间的多普勒频移Δf为：以上各式中：θ为声波方向与流体流速v之间的夹角,f0为声源的初始声波频率,c为声源在介质中的传播速度;若c>>vcosθ则式11、12是按单个颗粒考虑时,测得的流体流速和流量;但对于实际含有大量粒群的水流,则应对所有频移信号进行统计处理;超声波多普勒流量计的换能器通常采用收发一体结构,见图4;换能器接收到的反射信号只能是发生器和接收器的两个指向性波束重叠区域内颗粒的反射波,这个重叠区域称为多普勒信号的信息窗;换能器所收到的信号就是由信息窗中所有流动悬浮颗粒的反射波的叠加,即信息窗内多普勒频移为反射波叠加的平均值;平均多普勒频移Δ-f可以表示为：式中Δ-f——信息窗内所有反射粒子的多普勒频移的平均值；ΣNi——产生多普勒频移Δfi的粒子数；Δfi——任一个悬浮粒子产生的多普勒频移;由上可知,该流量计测得的多普勒频移信号仅反映了信息窗区域内的流体速度,因此要求信息窗应位于管渠内接近平均流速的部位,才能使其测量值反映管渠内流体的平均流速;图4多普勒信息窗示意图3超声波流量计的分类根据超声波声道结构类型可分为单声道和多声道超声波流量计单声道超声波流量计是在被测管道或渠道上安装一对换能器构成一个超声波通道,应用比较多的换能器是外夹式和插入式;单声道超声波流量计结构简单、使用方便,但这种流量计对流态分布变化适应性差,测量精度不易控制,一般用于中小口径管道和对测量精度要求不高的渠道;多声道超声波是在被测管道或渠道上安装多对超声波换能器构成多个超声波通道,综合各声道测量结果求出流量;与单声道超声波流量计相比,多声道流量计对流态分布变化适应能力强,测量精度高,可用于大口径管道和流态分布复杂的管渠;根据超声波流量计适用的流道不同可分为管道流量计、管渠流量计和河流流量计管道流量计一般是指用于有压管道的流量计,其中也包括有压的各种形状断面的涵洞,这种流量计一般是通过一个或多个声道测量流体中的流速,然后求得流量;用于管渠的超声波流量计除了要具有测流速的换能器以外,还需要有测水位的换能器,根据测得的流速和水位求得流量;用于管渠的流量计一般含有多个测速换能器由声道数决定和一个测水位换能器;多数河流超声波流量计仅测流速和水位,而河流的过水流量由用户根据河床断面进行计算;4应用研究结合国家大型灌区信息化建设的研究内容,作者在昌乐县高崖水库灌区的北干渠上布设了4处监测站：其中徐家庙监测站渠底宽7.0m,水深～2.0m,采用5声道明渠超声波流量计监测,见图5;山秦监测站将一段明渠改造为有压管道输水,管径是 1.4m,采用单声道管道超声波流量计监测,见图6;在日照水库灌区总干渠上布设了6个测站,其中石咀监测站渠宽4m,水深～2m,采用了多普勒超声波流量计进行监测,见图7;图7石咀测站多普勒超声波流量计示意图各测站采用高精度流速仪对所测的瞬时流量进行对比分析;通过比较和个别参数修订,各测站测出的瞬时流量稳定可靠,与流速仪测出的数据有很高的一致性;5结束语超声波测流技术以其测量精度高、实时性好的特点越来越得到重视;但因其价格高、专业性强、维护管理要求高使其应用推广较慢;随着国家对水利投入的加大和节水型社会的建设,该技术设备将很快成为主要测流手段而得到广泛的应用;。
超声波流量计测量原理
超声波流量计测量原理
超声波流量计采用时差法进行流量测量。
利用两个相对的传感器发送和接收超声波。
每个传感器都具有信号传输和信号接收功能。
将超声脉冲能量以一定的角度在管壁内的两个传感器与流体之间传递；流体的流速将在一定程度上影响了超声脉冲在两个传感器之间的传播时间。
从上游传感器到下游传感器，声速和流体速度混合并变快。
从下游传感器到上游传感器，声速抵消了流体速度，变慢。
上下游传播时间的净时间差与流速数值成正比。
由于时差测量系统中不存在固有的惯性，因此时差流量计具有较强的灵敏度，也适用于低流量和低流速情况。
只有一个通道的流量计称为单声道气体超声流量计，有两个或两个以上通道的流量计称为多通道气体超声流量计。
当超声换能器直接与气体接触时，称为插入式超声流量计；当超声换能器与气体不直接接触时，称为夹钳式超声流量计。
超声波流量计的测量原理
超声波流量计的测量原理超声波流量计超声波流量计是一种非接触式流量测量仪表，近20多年发展迅速，已成为流量测量仪表中一种不可缺少的仪表。
尤其在大管径管道流量测量，含有固体颗粒的两相流的流量测量，对腐蚀性介质和易燃易爆介质的流量侧量，河流和水渠等敞开渠道的流量及非充满水管的流量测量等方面，与其他测量方法相比，具有明显的优点。
超声波流量计的测量原理超声波流量计是利用超声波在流体中的传播特性实现流量测量的。
电磁流量计超声波在流体中传播时，将载上流体流速的信息。
因此，通过接收到的超声波，就可以检测出被测流体的流速，再换算成流量，从而实现测量流量的目的。
利用超声波测量流且的方法很多。
根据对信号检测的方式，大致可分为传播速度法、多普勒法、相关法、波束偏移法等。
在工业生产测量中应用传播速度法最为普遍。
1.传播速度法根据在流动流体中超声波顺流与逆流传播速度的视差与被测流体流速有关的原理，检测出流体流速的方法，称为传播速度法。
很据具体测最参数的不同，又可分为时差法、相差法和频差法。
传播速度法的基本原理如图2.59所示。
远传式水表从两个作为发射器的超声换能器T, , T,发出两束超声波脉冲。
各自达到下、上游两个作为接收器的超声换能器R，和RZ。
设流体静止时超声波声速为C，发射器与接收器的间距为L。
则当流体速度为时，顺流的传播时间为式中，L, C均为常量，所以只要能测得时差At，就可得到流体流速。
，进而求得流最p。
这就是时差法。
时差法存在两方面间题:一是计算公式中包括有声速C，可拆卸螺翼式水表它受流体成分、沮度影响较大，从而给测量带来误差;另一是顺、逆传播时差At的数量级很小(约为10-’一10"9s),测量Lt，过去需用复杂的电子线路才能实现。
相差法是通过测量上述两超声波信号的相位差△lp来代替测量时间差6r的方法。
如图2.61，设顺流方向声波信号的相位为9).二“:;逆流方向声波信号的相位为T2 =则结合式(2.56)可得逆、顺流信号的相位差为式中。
超声波流量计工作原理.doc
超声流量计工作原理超声波在流体中传播时，受到流体速度的影响而载有流速信息，通过检测接收到的超声波信号可以测知流体流速，从而求得流体流量。
超声波测量流量的作用原理用的最多的有传播速度法、多普勒法，这些方法各有特点，在工业应用中以传播速度法最普遍。
1、传播速度法的测量原理超声波在流体中的传播速度与流体流速有关。
传播速度差法利用超声波在流体中顺流与逆流传播的速度变化来测量流体流速并进而求得流过管道的流量。
其测量原理如图1所示，根据具体测量参数的不同，又可分为时差法、相差法和频差法。
① 时差法时差法就是测量超声波脉冲顺流和逆流时传播的时间差。
图1 超声测速原理如图1所示，在管道上、下游相距L 处分别安装两对超声波发射器（1T 、2T ）和接收器（1R 、2R ）。
设声波在静止流体中的传播速度为c ，流体的流速为u ，则声波沿顺流和逆流的传播速度将不同。
当1T 按顺流方向、2T 按逆流方向发射超声波时，超声波到达接收器1R 和2R 所需要的时间1t 和2t 与流速之间的关系为 （1-1） 由于流体的流速相对声速而言很小，即c 远远大于u ，可忽略，因此时差而流体流速（1-2）当声速c 为常数时，流体流速和时差t ∆成正比，测得时差即可求出流速，进而求得流量。
但是，时差t ∆非常小，在工业计量中，若流速测量要达到1%精度，则时差测量要达到0.01/s μ的精度。
这样不仅对测量电路要求高，而且限制了流速测量的下限。
因此，为了提高测量精度，早期采用了检测灵敏度高的相位差法。
② 相差法相位差法是把上述时间差转换为超声波传播的相位差来测量。
设超声换能器向流体连续发射形式为10()sin()s t A ωϕ=+的超声波脉冲，式中ω为超声波的角频率。
按顺流和逆流方向发射时收到的信号相位分别为和。
则在顺流和逆流接收的信号之间有相位差式中，f 为超声波振荡频率。
由此可见，相位差ϕ∆比时差t ∆大2f π倍，且在一定范围内，f 越大放大倍数越大，因此相位差ϕ∆要比时差t ∆容易测量。
超声波流量计原理
超声波流量计原理超声波流量计是一种利用超声波技术来测量流体流速的仪器。
它主要由传感器、转换器和显示器组成。
传感器用于发射和接收超声波信号，转换器用于处理信号并将其转换为流速值，显示器用于显示流速数值。
超声波流量计的原理是利用超声波在流体中传播的速度与流体流速成正比的关系来测量流速。
超声波流量计的原理基于多普勒效应。
当超声波信号穿过流体时，如果流体是静止的，超声波的频率不会发生变化。
但是，如果流体是运动的，超声波的频率会发生变化，这就是多普勒效应。
根据多普勒效应，当超声波与流体运动方向一致时，超声波频率增加；当超声波与流体运动方向相反时，超声波频率减小。
通过测量超声波信号的频率变化，可以计算出流体的流速。
超声波流量计的原理还涉及到超声波在流体中传播的速度。
超声波在流体中传播的速度与流体的密度和压力有关，但与流速无关。
因此，通过测量超声波在流体中传播的速度，可以得到流体的密度和压力，从而计算出流速。
超声波流量计的原理还包括超声波传感器的安装位置。
传感器的安装位置对测量结果有很大影响。
通常情况下，传感器应该安装在流速较大的地方，以保证测量的准确性。
此外，传感器的安装位置还应该避免有气泡、杂质等影响超声波传播的物质，以确保测量的可靠性。
总的来说，超声波流量计的原理是基于超声波在流体中传播的速度与流体流速成正比的关系来测量流速。
它利用多普勒效应和超声波在流体中传播的速度来实现流速的测量。
通过合理安装传感器，可以确保测量结果的准确性和可靠性。
超声波流量计因其测量范围广、精度高、不易受流体性质影响等优点，被广泛应用于工业生产、环境监测、水利水电等领域。
超声波流量计工作原理
超声波流量计工作原理
超声波流量计是一种检测不同类型流体流量的装置，它主要基于一种叫做“超声波流量计原理”的原理来工作。
超声波流量计原理是利用超声波技术，通过在流体中发出、接收和测量超声波来估计流体的流量。
原理是流量计通过发射一种称为超声波的电磁波，然后检测在液体中的反射波。
基于波的幅度和时间，可以确定流量的大小。
首先，流量计将发出一个超声波信号，然后，该信号穿过流体，然后碰撞到另一端，接着再反射回来，最后，它会被接收到流速计，从而计算出流量的大小。
首先，在流体中放置超声波传感器，这个传感器主要由声发射器和接收器组成，声发射器发出一个高频超声波，这个超声波由流体中穿过，然后接收到另一端的声接收器，声接收器会接收到声波的反射信号。
接下来，流量计会将反射信号的时间和幅度捕捉到，然后计算出它与发射信号的时间差和幅度差，根据这些数据，就可以计算出流量。
一般来说，流速越快，反射时间越短，反射幅度越大，这说明流量越大，反之亦然。
流量计是由一个专业操作的控制系统组成，该系统可以控制声发射器、计算检测到的反射信号与发射信号的时间差和幅度差，从而判断出流量。
该系统还可以在变速时自动调整，从而保证测量的准确性。
超声波流量计的一个很大的优势是准确度高，安装也很容易，可以帮助你测量出各种形状的不同流体的流速，比如液体和气体。
它用来测量流量，可以准确控制流量，从而可以节约能源。
请简述超声波明渠流量计基本原理
超声波明渠流量计基本原理
超声波明渠流量计是一种非接触式的流量计量装置，它利用超声波的多普勒效应来测量水流速度和流量。
以下是超声波明渠流量计的基本原理：
1. 测量水流速度
超声波明渠流量计采用多普勒超声波技术，通过向水流发射超声波，并测量回波中的多普勒频移，可以计算出水流速度。
多普勒频移与水流速度成正比，因此可以通过测量多普勒频移来计算出水流速度。
2. 测量流量
超声波明渠流量计通过测量水流速度和渠道的横截面积来计算
流量。
流量等于水流速度乘以渠道横截面积。
因此，只要测量出水流速度和渠道横截面积，就可以计算出流量。
3. 标定
超声波明渠流量计需要进行标定才能准确测量流量。
标定可以通过将已知流量通过流量计进行测量，并记录测量值来完成。
然后可以通过比较测量值和已知流量的比值来计算出流量计的准确度，从而进行标定。
4. 解决不准确问题
如果超声波明渠流量计测量值不准确，可以通过调整参数来解决。
例如，可以调整流量计的灵敏度、流量计的测量范围等参数。
此外，可以利用流量计的密码进入菜单，进行更加精细的调整和设置。
总之，超声波明渠流量计是一种高效、准确、非接触式的流量计
量装置。
超声波流量计原理
1引言近几年来,随着电子技术、数字技术与声楔材料等技术得发展,利用超声波脉冲测量流体流量得技术发展很快。
基于不同原理,适用于不同场合得各种形式得超声波流量计已相继出现,其应用领域涉及到工农业、水利、水电等部门,正日趋成为2超声波流量计得测量原理ﻫ测流工作得首选工具。
ﻫﻫ超声波流量计常用得测量方法为传播速度差法、多普勒法等、传播速度差法又包括直接时差法、相差法与频差法。
其基本原理都就是测量超声波脉冲顺水流与逆水流时速度之差来反映流体得流速,从而测出流量;多普勒法得基本原理则就是应用声波中得多普勒效应测得顺水流与逆水流得频差来反映流体得流速从而得出流量。
ﻫ2、1时差法测量原理ﻫﻫ时差法测量流体流量得原理如图1所示。
它利用声波在流体中传播时因流体流动方向不同而传播速度不同得特点,测量它得顺流传播时间ｔ１与逆流传播时间t2得差值,从而计算流体流动得速度与流量。
ﻫ图1超声波流量计测流原理图设静止流体中声速为ｃ,流体流动速度为v,把一组换能器P1、P2与管渠轴线安装成θ角,换能器得距离为L。
从P1到P２顺流发射时,声波传播时间t1为:从P２到P1逆流发射时,声波得传播时间t２为:一般c>>v,则时差为:单声道测试系统只适用于小型渠道水位与流速变化不大得场合。
大型渠道水面宽、水深大,其流速纵横变化也较大,须采用多声道超声波测流才能获得准确得流量值,见图2。
应用公式(5)、(６)可测得流量Q。
以上各式中:d为垂直于水流方向上两换能器之间水平投影得距离,为声道数,Ｓ为两声道之间得过水断面面积、图2多声道超声波流量计测流原理图2。
2多普勒法测量原理ﻫ多普勒法测量原理,就是依据声波中得多普勒效应,检测其多普勒频率差。
超声波发生器为一固定声源,随流体以同速度运动得固体颗粒与声源有相对运动,该固体颗粒可把入射得超声波反射回接收器。
入射声波与反射声波之间得频率差就就是由于流体中固体颗粒运动而产生得声波多普勒频移。
超声波流量计的工作原理
超声波流量计的工作原理
超声波流量计是一种常用的流量测量设备，它通过发送超声波信号并测量其传播时间和频率来实现流量的测量。
其工作原理如下：
1. 发送超声波信号：流体通过流量计时，设备中的传感器会发送超声波信号。
2. 波束传播：超声波信号以一个特定的角度向流体传播，并在流体中形成一个波束。
3. 接收回波信号：超声波在流体中传播时，会遇到不同的流速，从而导致信号的传播时间和频率发生变化。
当超声波波束遇到流体中的颗粒或气泡时，会反射回来，形成回波信号。
4. 测量时间差：流量计会测量超声波信号从发送到接收回波的时间差。
根据声速和传输距离，可以计算流体的流速。
5. 计算流量：根据测量得到的流速和截面积，可以计算得出流体的流量。
超声波流量计的工作原理基于多次测量和计算，可以提供精确的流量数据。
由于超声波的高频信号和无需直接接触流体，该技术广泛应用于各种工业和商业领域中的流量测量。
超声波流量计原理
精心整理1引言近几年来，随着电子技术、数字技术和声楔材料等技术的发展，利用超声波脉冲测量流体流量的技术发展很快。
基于不同原理，适用于不同场合的各种形式的超声波流量计已相继出现，其应用领域涉及到工农业、水利、水电等部门，正日趋成为测流工作的首选工具。
2超声波流量计的测量原理超声波流量计常用的测量方法为传播速度差法、多普勒法等。
传播速度差法又包括直接时差法、相差法和频差法。
其基本原理都是测量超声波脉冲顺水流和逆水流时速度之差来反映流体的流速，从而测出流量；多普勒法的基本原理则是应用声波中的多普勒效应测得顺水流和逆水流的频差来反映流体的流速从而得出流量。
2.1时差法测量原理时差法测量流体流量的原理如图1所示。
它利用声波在流体中传播时因流体流动方向不同而传播速度不同的特点,测量它的顺流传播时间t1和逆流传播时间t2的差值,从而计算流体流动的速度和流量。
图1超声波流量计测流原理图设静止流体中声速为c，流体流动速度为v，把一组换能器P1、P2与管渠轴线安装成θ角，换能器的距离为L。
从P1到P2顺流发射时，声波传播时间t1为：从P2到P1逆流发射时，声波的传播时间t2为：一般c>>v，则时差为：单声道测试系统只适用于小型渠道水位和流速变化不大的场合。
大型渠道水面宽、水深大，其流速纵横变化也较大，须采用多声道超声波测流才能获得准确的流量值，见图2。
应用公式(5)、(6)可测得流量Q。
以上各式中：d为垂直于水流方向上两换能器之间水平投影的距离，为声道数，S为两声道之间的过水断面面积。
图2多声道超声波流量计测流原理图2.2多普勒法测量原理多普勒法测量原理，是依据声波中的多普勒效应，检测其多普勒频率差。
超声波发生器为一固定声源，随流体以同速度运动的固体颗粒与声源有相对运动，该固体颗粒可把入射的超声波反射回接收器。
入射声波与反射声波之间的频率差就是由于流体中固体颗粒运动而产生的声波多普勒频移。
由于这个频率差正比于流体流速，所以通过测量频率差就可以求得流速，进而可以得到流体流量，如图3。
简述超声波流量计工作原理
超声波流量计是一种常见的流量计量设备，广泛应用于工业自动化控制系统中的流体流量监测和测量。
其工作原理是利用超声波的传播速度与流体流速之间的关系来测量流量。
超声波流量计主要由传感器、信号处理器和显示器等部分组成。
传感器是核心部件，通过发射和接收超声波信号来测量流体的流速。
一般情况下，传感器安装在管道的壁面上，其内部包含一个或多个超声波传感器和一个温度传感器。
在测量过程中，超声波流量计发射超声波信号，并由流体传播回传感器。
超声波在流体中的传播速度与流体的速度有关，根据声速与流速之间的关系，可以通过测量超声波的传播速度来推算流体的流速。
超声波的传播速度受到多种因素的影响，其中包括流体的温度、密度和压力等。
因此，在测量过程中需要考虑这些因素对超声波传播速度的影响，并进行修正以提高测量的准确性。
信号处理器是超声波流量计的关键部分，其主要功能是对传感器采集到的超声波信号进行处理和分析。
例如，它可以计算超声波的传播时间、频率和幅度等参数，并根据这些参数计算出流体的流速和流量。
显示器是超声波流量计的输出部分，用于显示测量结果。
一般情况下，显示器可以显示流体的流速、流量和累积流量等参数，同时还可以显示其他相关信息，如温度、压力等。
除了基本的测量功能，超声波流量计还具有其他一些特点，例如无动态压力损失、无直接接触等优点。
这使它在许多工业领域具有广泛的应用，如石油化工、电力、水处理等。
在使用超声波流量计时，需要注意一些操作细节。
首先，要确保传感器正确安装在管道上，并保持良好的接触。
其次，要考虑流体的物性参数，并对测量结果进行修正。
最后，要定期对超声波流量计进行校准和维护，以确保测量的准确性和可靠性。
总而言之，超声波流量计是一种利用超声波传播速度与流体流速之间的关系来测量流量的设备。
它具有精度高、测量范围广、反应时间快等特点，并在工业自动化控制系统中发挥重要作用。
在应用中，我们需要合理选择、正确安装和维护超声波流量计，以确保测量结果的准确性和可靠性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
三、Mark III 电子数据处理单元
CPU板
终端板
将通讯线（两根）接到通讯口A 的“1”和“2”端子上，同时将 “1”和“4”，“2”和“5” 短接
1、一块CPU板 代替原来的四块 板 2、MARKⅢ输 出每秒更新一次， MARKⅡ5秒一 次 3、声波发射 MARKⅢ比 MARKⅡ快
放大器板
电压输出
二、丹尼尔气体超声波流量计技术特点
直射式 直射式（从加工上来说有更高的加工精度以及对电子单元的更高要求。
相对于反射式声道更短，传输时间更短），不易受管道内部污垢的影 响）（脏表比较） 独特的声道布置 独特的声道布置能够更准确地体现流体流态（GRI的测试），同时可以有 效消除漩涡流的影响；水平的声道布置不会造成凝析液的积聚;
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
c
L
v cos
tn
c
L
v cos
沿声程测得的被测气体的平均流速：
超声波流量计
孙兴平 2008.1.17
一、气体超声波流量计原理及相关知识 二、丹尼尔超声波流量计技术特点 三、Mark III电子单元 四、CUI 软件介绍 五、S600 六、超声波流量计的投运 七、注意事项 八、常见故障及处理
一、超声波流量计结构和计量原理
结构
原理：
气体超声流量计采用绝对数字时间差法，是通过测量 高频声脉冲在气体中顺流传播和逆流传播的时间差与气体流 速成正比这一原理来测量气体流量的速度式流量计
v
L 2 cos
1 ts
1 tn
表示被测气体的平均流速，这是沿声道长度上的平均的线性 加权的气体流速，需进行气体流速的修正，得出计算气体流 量的方程式：
qf
A K v D2 K L
4
2 cos
1 ts
1 tn
D2 K
qf工况体积流量，4m3/s；
L
2 cos ts
tn
tn
ts
表体一次铸造成型，没有焊缝 表体一次铸造成型，没有焊缝，能最大限度减小温度变化带来的表体几
何尺寸的影响。
噪声的数字滤波处理 调节阀产生噪声的数字虑波处理（对超声波信
号取平均值，从而可以滤除噪声）
Mark III电子单元 Mark III电子单元（一套电子单元适用于所有的
超声波流量计，压力温度输入可以实现表体 内径的补偿）
探头接到放大板的 三根线中，黑色信 号线(+)、白色信 号线(-) 、S接地线
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
量。
流量计本身的超声波工作范围在80 – 180 KHz之间，中心频率为120
KHz 。
典型的超声流量计量系统
温度& 压力数据
RS485 或脉冲 接收工况流量
RS232/RS485 色谱的分析数据
与上位机数字通信,包括所有 诊断和报警信息
标况流量,总能量,天然气组分 及管理所需的信息
高级超声波流量计流量方程
时间直通式测量原理 本安型传感器信号检测回路
脉冲发生器
接收单元 检测单元
时钟
120 kHz 超声波信号
( 大大高予调节阀的干扰频率60 kHz)
100 MHz 晶振
T-Slot 型超声波探头
Daniel Ultrasonic Slide 22
可以使用以下工具在线带压 拆卸并更换超声波探头
Daniel Ultrasonic Slide 23
任意一对传感器
L t1 =
c - v(x/L)
L t2 =
c + v(x/L)
X
Flow
D
流量方程
v
=
L2 (t1-t2) 2x t1t2
c=
L (t1+t2) 2 t1t2
v = 流体速度 c = 声速
t1 = 上游传输时间 t2 = 下游传输时间
流速测量
流量与流体的流速和截面积有关
流量=流速*截面积
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
计算出来的
声波的波长
波长等于声波的速度除以声波的频率
声波的强度
随介质的密度降低而变弱
超声波是高频率的声波
人类可以通过听觉感知到的声波频率范围从 20到 20,000 Hz
超声波的频率在 20,000Hz以上 丹尼尔超声波流量计的工作频率是120聚焦成一束光 在管道经常产生的干扰频率(60HZ)之上
超声波的产生和检测
压电晶体制成的传感器用来产生和感测超声波信 号
压电晶体的反向效应用来产生超声波振动 压电晶体的正向效应用来感测超声波振动
超声波流量计探头
衬垫 材料
导电 体
壳体
压电晶体 Disk
耦合 层
24V 输入
120 KHz 输入 120 KHz 输出
A管道流通面积，m2；
ts超声波顺流传播的时间，s；
tn超声波逆流传播的时间，s；
L超声波在传感器之间的声道长度，m；
D管道内径，m；
θ管轴线与传感器声道之间的夹角；
K速度分布剖面的修正系数；
利用流量计算机计算出的压缩因子和温度/压力变送器来的温压信号 对气体超声波流量计来的流量信号进行体积修正，从而得到标况下的流
气体高级超声波流量计
四通道流量计
声波的基本知识
什么是声波 ?
声波是一种机械辐射能,它以实际物质为载体 的纵向压力波(注意它不是一种横截面或横向 波).
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
表体一次铸造成型，没有焊缝
时间直通式原理的技术特点
DANIEL 超声波流量计是时间直通式超声流量 计 声波由一个探头发射另一个接收，不经管壁 反射 声波由上游向下游传输的时间(由于声波被气 流推动)小于声波由下游向上游传输的时间 (声波被气流反向阻挡) 这两个时间之差与气流的速度存在某种关系 从上下游测得的传输时间可以计算出气流的 平均速度和声波的速度