宽束外夹式超声波流量计工作原理
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。
超声波流量计工作原理与分类和选型应用
超声波流量计工作原理及分类和选型应用china.toocle. 2010 年12月13日05:05 生意社生意社12月13日讯、CCS超声波流量计的工作原理及分类超声波流量计是一种利用超声波脉冲来测量流体流量的速度式流量仪表，如果在现场配以温度、压力仪表，经过密度补偿，还可以求得质量流量。
当超声波在流动的介质中传播的时候，相对于固定的坐标系统而言（如管道中的管壁），其声波的某些声学特性与静止介质中的声特性是不同的，在其基础上又叠加上了流体的流速信息，因而根据超声波某些声学特性随流速的变化就可以求出介质的流速。
超声波流量计根据测量原理的不同，种类较多，大致可以分为以下几类：1. 传播速度法（时差法、相位差法和频差法）2. 多普勒法 3. 相关法4. 波束偏移法等。
但是目前最常采用的测量方法主要有两类：时差法和多普勒效应法。
同时，根据超声波流量计使用场合不同，可以分为固定式超声波流量计和便携式超声波流量计、超声波流量计的选型应用根据原理不同：1、多谱勒式超声波流量计的选型多普勒法超声波流量计依靠水中杂质的反射来测量水的流速，因此适用于杂质含量较多的脏水和浆体，如城市污水、污泥、工厂排放液、杂质含量稳定的工厂过程液等，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（颗粒或气泡），否则仪表就不能正常工作。
2、时差式超声波流量计的选型目前生产最多、应用围最广泛的是时差式超声波流量计。
它主要用来测量洁净的流体流量，在自来水公司和工业用水及江河水、回用水领域，得到广泛应用。
时差式超声波流量计此外可以测量杂技含量不高（杂质含量小于10g/L ，粒径小于1mm的均匀流体，如污水等介质的流量，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。
外夹式超声波流量计原理
外夹式超声波流量计是一种测量流量的仪器，其原理主要是根据超声波在流动的流体中测量距离（在这里是流体体积）的基本原理。
具体来说，它利用超声波在流体中传播的特性，通过检测超声波的传播时间来计算流体的体积，再换算成流量。
首先，外夹式超声波流量计使用一对超声波探头，一个固定在管道外壁上，另一个则移动在管道内部。
这个移动的探头由流速决定，从而使得超声波在两个探头之间穿过。
当超声波向介质传播时，如果介质是均匀的，其速度不会改变。
但是，当遇到流体中的障碍物（例如管道内壁）时，超声波会反射。
因此，当超声波探头接收到反射回来的信号时，就可以确定两个探头之间流体的体积（即流速）。
在这个过程中，流量计会根据检测到的超声波频率和管道截面积来计算流量。
管道截面积已知（由流量计内部刻度决定），而超声波频率则是由超声波发射器发出的。
此外，外夹式超声波流量计还具有一些特殊的设计，如使用夹在管道外的探头，可以避免管道内流体对探头的影响，提高测量精度。
同时，这种设计还可以减少管道内壁的腐蚀和结垢，从而延长测量使用寿命。
另外，外夹式超声波流量计使用方便，无需停产即可安装和测量。
它适合测量各种形状的管道，如直线管道、U型管等。
而且，由于其测量准确度高、测量范围广，因此在工业生产中得到了广泛应用。
总的来说，外夹式超声波流量计的原理是基于超声波在流体中的传播特性，通过检测超声波的传播时间来计算流体的体积，再换算成流量。
其特殊的设计和优点使得它在工业生产中具有广泛的应用。
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
外夹式超声波流量计
外夹式超声波流量计简介外夹式超声波流量计（Clamp-On Ultrasonic Flowmeter）是一种采用高精度超声波传感技术实现的流量测量仪器。
它不需要切割管道，不需要停机，也不会污染管道介质。
这种流量计能够适用于多种流体介质，涵盖了水、油、化工及天然气等领域，适用于各种管道尺寸。
因此，外夹式超声波流量计在现代工业生产和交通等领域得到了广泛的应用。
工作原理外夹式超声波流量计能够通过超声波的传播时间差来得到流体的流速，从而计算出管道内的流量。
它采用了非侵入、高精度的测量方法，对被测液体无需任何影响。
外夹式超声波流量计需要将传感器分别安装在管道的两侧，通过超声波信号的反射和折射完成流量数据的测量。
传感器主要由发射器和接收器两个组成部分组成。
发射器发出超声波信号，信号在液体中传播并被接收器接收。
由于信号在流速和流体密度的影响下会发生变化，通过接收器收集到的反射信号，可以测量出管道中液体的流速。
外夹式超声波流量计还采用了多径测量技术，通过测量不同路径上的信号传播时间差，消除了信号中的不稳定性和异常数据，提高了测量精度。
应用场景外夹式超声波流量计的应用场景非常广泛，不仅适用于流量较大的管道，也适用于较小的管道。
同时，它是一种非侵入式的测量方法，不会对管道的运行产生任何影响。
因此，外夹式超声波流量计被广泛应用于下列领域：工业领域外夹式超声波流量计在工业生产过程中得到了广泛应用。
它可以用于水、油和化工生产等领域，也适用于能源、采矿和造纸等行业。
在工业领域，它常常用于监测生产流程中各个管道中流体的流速和流量，从而帮助企业掌握生产过程中的工艺参数，提高运营效率。
商业领域外夹式超声波流量计还可以用于商业领域，如超市、商场、酒店等。
它可以用于监测水和油等液体的流量，帮助商家掌握运营过程中各水、油管道中的流量情况，从而减少浪费、优化管理。
同时，它还可以用于商业领域中的节能环保和安全生产等方面，从而发挥着积极的作用。
超声波流量计的原理及组成
是近10多年来随着集成电路技术的发展而出现的非接触式仪表，适合于测量接触、观测不容易的流体和大型管道径流。
如果在流体中不安装测量部件的情况下使用超声波流量计，则在不改变流体流动状态的情况下不会产生额外的阻力，仪表的安装和维护不影响生产线的运行，因此是理想的节能流量计。
1、超声波流量计的工作原理和配置超声波包含在流动流体中传播时流体流速的信息，因此通过接收的超声波可以检测流体的流速，并将其转换为流速。
根据检测方法，可以分为不同类型的超声波流量计：传播速度差方法(时间差方法、相位差方法和频率差方法)、多普勒方法、光束偏移方法、噪声方法和相关方法。
目前最常用的测量方法有两大类：时差法和多普勒效应法。
超声波流量计由超声波转换器、电子电路和流量指示和累计系统三部分组成。
超声波发射转换器将电力转换为超声波能量，以被摄体发射，通过电子电路放大接收的超声波信号，将其转换为表示流量的电信号，显示和积累显示和显示流量。
2，优点(1)外夹式超声波流量计实现了非接触流量，插入或内部附着超声波流量计的压力损失几乎为零，流量的方便性和经济性最佳。
(2)超声波流量计——水、气、油的各种介质，用途很广。
(。
(3)超声波流量计的制造成本几乎与口径无关，大口径流量测量具有价格合理、安装使用方便的综合竞争优势。
(4)便携式超声波流量计是一种流量计类型，可以测量不同直径、不同材料管线中的流量计流量，首选为在线校准、比较或期间验证的标准表。
(5)超声波流量计具有基于长度和时间两个基本物理量的流量测量原理的溯源便利性，可以预见超过其他原理的流量计将成为流量基准或流量基准载体。
(6)超声波流量计消耗的能量很少，便于使用多年电池电源，使用先进的智能主机进行网络无线通信，应用前景更广。
3、缺点目前的缺点是，可测量流体的温度范围受到超声波转换器和转换器与管道之间结合材料的耐热性的限制，在高温下测试的流体的声学速度的原始数据不完整。
另外，超声波流量计的测量线比普通流量计复杂。
外夹式超声波流量计工作原理
外夹式超声波流量计工作原理随着工业自动化的不断发展，流量计作为一种重要的工业仪表，被广泛应用于各个领域。
其中，超声波流量计作为一种新型的流量计，具有精准、可靠、不易受介质影响等优点，被越来越多的企业所采用。
本文将介绍一种常用的超声波流量计——外夹式超声波流量计的工作原理。
一、外夹式超声波流量计的构成外夹式超声波流量计由传感器和计算器两部分组成。
其中，传感器包括发射器和接收器，它们被夹在管道外壁上，通过管道壁将超声波信号传递到管道内部。
计算器则通过接收传感器的信号，计算出被测介质的流量。
二、外夹式超声波流量计的工作原理外夹式超声波流量计采用了时差法的测量原理。
即通过超声波在介质中的传播速度和传播时间来计算流量值。
当超声波从传感器的发射器发出时，它会在介质中以一定的速度传播，当它遇到介质中的杂质或气泡时，会反射回来。
这时，接收器会接收到反射回来的超声波信号，并将其转化为电信号。
计算器通过计算发射器和接收器之间超声波的传播时间差，来确定介质的流速。
由于外夹式超声波流量计的传感器被夹在管道外壁上，因此不会影响介质的流动，也不会受到介质的影响，可以保证测量的准确性。
三、外夹式超声波流量计的优点1. 精度高：外夹式超声波流量计采用了时差法的测量原理，可以保证测量的准确性，精度高达±0.5%。
2. 可靠性强：外夹式超声波流量计不会影响介质的流动，也不会受到介质的影响，可以保证测量的可靠性。
3. 适用范围广：外夹式超声波流量计可以测量各种液体介质，包括腐蚀性介质、高温介质、高压介质等。
4. 安装方便：外夹式超声波流量计的传感器被夹在管道外壁上，安装方便，不需要停机安装。
四、外夹式超声波流量计的应用外夹式超声波流量计广泛应用于石油化工、水处理、食品饮料、制药、环保等领域。
比如在石油化工行业中，外夹式超声波流量计可以用于测量各种液体介质的流量，如原油、石油、天然气等。
在水处理领域中，外夹式超声波流量计可以用于测量污水、自来水、冷却水等液体介质的流量。
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。
超声波流量计的设计原理 流量计工作原理
超声波流量计的设计原理流量计工作原理超声波流量计是基于超声波在流动介质中传播的速度等于被测介质的平均流速和声波本身速度的几何和的原理而设计的。
它也是由测流速来反映流量大小的。
超声波流量计虽然在70时代才显现，但由于它可以制成非接触型式，并可与超声波水位计联动进行开口流量测量，对流体又不产生扰动和阻力，所以很受欢。
超声波流量计按测量原理分可分为时差式和多普勒式利用时差式原理制造的时差式超声流量计近年来得到广泛的关注和使用，是目前企事业使用多的一种超声波流量计。
利用多普勒效应制造的超声多普勒流量计多用于测量介质有确定的悬浮颗粒或气泡介质，使用有确定的局限性，但却解决了时差式超声波流量计只能测量单一清亮流体的问题，也被认为是非接触测量双相流的理想仪表。
优点:（1）超声波流量计是一种非接触式测量仪表，可用来测量不易接触、不易察看的流体流量和大管径流量。
它不会更改流体的流动状态，不会产生压力损失，且便于安装。
（2）可以测量强腐蚀性介质和非导电介质的流量。
（3）超声波流量计的测量范围大，管径范围从20mm～５m.（4）超声波流量计可以测量各种液体和污水流量。
（5）超声波流量计测量的体积流量不受被测流体的温度、压力、粘度及密度等热物性参数的影响。
可以做成固定式和便携式两种形式。
缺点:（1）超声波流量计的温度测量范围不高，一般只能测量温度低于200℃的流体。
（2）抗干扰本领差。
易受气泡、结垢、泵及其它声源混入的超声杂音干扰、影响测量精度。
（3）直管段要求严格，为前20D,后5D。
否则离散性差，测量精度低。
（4）安装的不确定性，会给流量测量带来较大误差。
（5）测量管道因结垢，会严重影响测量精准度，带来显著的测量误差，甚至在严重时仪表无流量显示（6）牢靠性、精度等级不高（一般为 1.5～2.5级左右），重复性差。
（7）使用寿命短（一般精度只能保证一年）。
（8）超声波流量计是通过测量流体速度来确定体积流量，对液体应当测量它的质量流量，仪表测量质量流量是通过体积流量乘以人为设定的密度后得到的，当流体温度变化时，流体密度是变化的，人为设定密度值，不能保证质量流量的精准度。
超声波流量计工作原理
超声波流量计工作原理一、超声波流量计工作原理: 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。
根据对信号检测的原理，目前超声波流量计大致可分传播速度差法(包括：直接时差法、时差法、相位差法、频差法)波束偏移法、多普勒法、相关法、空间滤波法及噪声法等类型。
其中以噪声法原理及结构最简单，便于测量和携带，价格便宜但准确度较低，适于在流量测量准确度要求不高的场合使用。
由于直接时差法、时差法、频差法和相位差法的基本原理都是通过测量超声波脉冲顺流和逆流传报时速度之差来反映流体的流速的，故又统称为传播速度差法。
其中频差法和时差法克服了声速随流体温度变化带来的误差，准确度较高，所以被广泛采用。
按照换能器的配置方法不同，传播速度差拨又分为：Z法(透过法)、V法(反射法)、X法(交叉法)等。
波束偏移法是利用超声波束在流体中的传播方向随流体流速变化而产生偏移来反映流体流速的，低流速时，灵敏度很低适用性不大．多普勒法是利用声学多普勒原理，通过测量不均匀流体中散射体散射的超声波多普勒频移来确定流体流量的，适用于含悬浮颗粒、气泡等流体流量测量。
相关法是利用相关技术测量流量，原理上，此法的测量准确度与流体中的声速无关，因而与流体温度，浓度等无关，因而测量准确度高，适用范围广。
外夹式超声波流量计的安装是怎样的
外夹式超声波流量计的安装是怎样的引言外夹式超声波流量计是一种常见的无接触式流量检测仪器，其工作原理是使用超声波传感器测量流体中的流速，然后将测得的数据转换为流量。
它的安装位置对流量的精度及稳定性有很大的影响。
本文将从安装前的准备工作、安装方法、注意事项等方面进行详细介绍。
安装前准备工作1.确定安装位置：按照测量要求，在管道上合适的位置安装超声波流量计，一般要求管道的直管段长度最好大于8倍的管道直径，管道材质为金属或塑料，管道内的流速为0.3m/s~10m/s。
2.确定流量计型号：根据实际测量要求选择合适的外夹式超声波流量计型号，一般包括管道直径、测量范围、互换性等参数。
3.标注管道：在管道上标注出待安装的外夹式超声波流量计的安装位置，便于安装工作的进行。
4.检查设备：检查外夹式超声波流量计的零部件是否齐全，有无损坏、变形等情况，如有问题及时更换。
安装方法1.装夹传感器：首先将超声波传感器放入夹具中，注意保护好传感器，并将其紧密地固定在管道外壁上，避免传感器在运行过程中发生震动或移位的情况。
2.连接电缆：将传感器连接器与转换器连接，注意连接方向，一般来说连接器有防呆设计。
3.连接电源：将流量计的电源连接到电源线上，并将电源线插入转换器的电源插座上。
4.完成连接：将转换器连接到计算机或测试设备上，开启流量计的供电开关。
注意事项1.安装位置要求光滑：外夹式超声波流量计在使用过程中非常注重测量精度和稳定性，因此安装位置的光滑度非常重要。
如安装位置不光滑，很容易导致信号异常，结果就会对测量精度造成影响。
2.加强管道保温：应对管道进行相应的保温措施。
由于外夹式超声波流量计必须紧贴管道使用，所以如果管道流速变化、温度变化过大，会对流量测量产生非常大的影响。
3.避免强电磁场干扰：对外夹式超声波流量计及其电缆进行隔离保护，以免电磁波对测量颗粒的干扰过大，从而影响测量数据的准确性。
4.定期维护：定期清洁流量计传感器和管道等部分，以确保测量精度。
什么是外夹式超声波流量计
什么是外夹式超声波流量计外夹式超声波流量计（Clamp-On Ultrasonic Flowmeter）是一种采用高精度超声波传感技术实现的流量测量仪器。
它主要由一个支架和一组超声波传感器组成，这些传感器可以安装在管道的外壁上，无需切割管道或停机，也不会污染管道介质。
外夹式超声波流量计通过超声波的传播特性来测量流体的流速和流量，具有非侵入式、高精度、广泛适用等特点。
工作原理外夹式超声波流量计的工作原理主要基于超声波的传播时差原理或多普勒效应。
具体来说，当超声波脉冲穿过流体时，如果流体中存在运动的颗粒或气泡，超声波的频率会发生变化（多普勒效应），或者通过测量超声波在顺流和逆流方向上的传播时间差（时差法），可以计算出流体的流速。
进而，根据流速和管道截面积等参数，可以计算出管道内的流量。
主要特点非侵入式测量：无需切割管道，不需要停机，也不会污染管道介质，实现了无损安装。
高精度：采用高精度超声波传感技术，能够准确测量流体的流速和流量。
广泛适用：可以测量多种流体，包括水、污水、海水、气体、蒸汽、油等，适用于各种管道材质和尺寸。
安装维护成本低：安装过程简单快捷，无需额外的控制设备，维护成本低。
耐腐蚀、耐高温、耐冲击、耐磨损：具有良好的环境适应性，可以满足各种场合的流量测量需求。
低噪声、低功耗、低成本：在运行过程中产生的噪声低，功耗小，且整体成本相对较低。
典型用途外夹式超声波流量计在工业生产、水处理、环保监测等领域有着广泛的应用。
其典型用途包括：水、污水、海水的流量测量。
给水和排水系统的流量监测。
发电厂（核电、火力和水力）的流量测量。
造纸和制浆行业的流量控制。
热力、供暖、供热系统的流量监测。
泄漏检测。
冶金、矿山行业的流量巡检和跟踪。
食品和医药行业的流量、热量化管理。
总之，外夹式超声波流量计是一种非常实用的流量测量技术，具有操作简单、安装维护成本低、测量准确、多功能等优点，在工业生产中有着重要作用。
西门子流量计工作原理
2013-7-14
6
时差的基本原理 来看我们的旅行
From JFK to SFO Elapsed Time 6:13
From SFO to JFK Elapsed Time 5:12
2013-7-14
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为什么有时间差？
让我们看看天气
常年风向是由西向东!
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由于流动产生的上下游信号 “ΔT” 相位差
2013-7-14
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Noise free pipe wall!
控制阀噪音很难穿过管壁
2013-7-14
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控制阀噪音很难穿过管壁
2013-7-14
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抗阀门噪音能力
2013-7-14
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抗阀门噪音能力
Valve Noise Characteristic 阀门噪音特性 Frequency 频率 Beam Angle 声道角度 (Axial Component轴向 分量) Wide Beam Clamp-on 宽束外夹式 Out of Band 不在频率带中 (200 KHz – 1.2 Mhz) 1 1 Insert 插入式 In Band 在频率带中 (100 or 200 KHz) 4 4 Attenuation Factor 衰减系数 4 4Leabharlann 2013-7-1422
Insert Wave front
插入式波信号
Clean, no interference pattern, phase coherent. Potential for Velocity Based Beam Blowing Sample Area equals crystal area
其中：
VOS = 声速 Vphase = 换能器中的声速 ID = 管道内径 TL = 传播时间 DT = 测量的时间差
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通过测量流体中的超声波传播时间和频率变化来确定流速和流量的仪器。
它能够实现非接触式测量，不影响管道内的流体流动，具有高精度、高灵敏度、稳定性好、使用寿命长等特点，因此被广泛应用于各种工业领域的液体和气体流量测量。
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方向受流体速度的影响，从而实现流速和流量测量。
它的工作原理可分为时差法和多普勒法。
时差法是通过测量超声波从传感器发射到反射回来的时间差来计算液体流量的。
当超声波传播在流体中时，它的速度受到液体流速的影响而发生变化，这导致了反射回传感器的超声波信号的到达时间会发生变化。
使用两个超声波传感器分别作为发射器和接收器，测量时间差，就可以得到流速和流量的数据。
而多普勒法则是测量通过超声波反射后发生其他频率变化的超声波信号的技术。
当超声波以一定倾角穿过液体流动时，流速会导致它们以不同的频率回反射回来。
利用这种现象，只需测量回波的频率变化就可以确定液体流量。
超声波流量计的应用非常广泛，包括水厂、石油化工、制药、食品饮料、化肥生产以及市政供水等行业。
用于管道的流量计可以测量液体、气体、和气体粉尘混合物的流速和流量。
它还能够自适应地适应温度、压力、粘度和介质的变化。
此外，超声波流量计对管道的直径、材料和形状等都没有严格的要求，适用范围非常广泛。
总之，超声波流量计是一种高效、高精度、高灵敏度的流量测量仪器，具有广泛的应用领域，是现代工业流量测量和控制领域不可或缺的重要仪器。
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。
宽束外夹式超声波流量计工作原理
常年风向是由西向东!
2020/8/20
8
“ΔT”
由于流动产生的上下游信号 相位差
流速越大，时间差越大
VVesriyg aHtiZFelroowFloRwatCeon(dBiteioyno1n2d" VPifpMeax)
LowHFilgohwFRloawteR1a2t"ePipe
2020/8/20
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ZeroMatic Automatic Zero 动态自动调零
Up-stream Transmit
Pipe Signal
Liquid Signal
2020/8/20
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ZeroMatic Automatic Zero 动态自动调零
• WideBeam permits ZeroMatic Automatic Zero Calibration Adjustment and Drift Elimination
Shear mode clamp-on
WideBeam Provides the Ideal Sonic Waveshape
2020/8/20
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Direct and Reflect Modes 直射式和反射式安装
2020/8/20
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Chordal Vs Diametral弦式和直径 式
2020/8/20
• Measures Time not frequency测量时间差而 不是频率
2020/8/20
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时差的基本原理 来看我们的旅行
From JFK to SFO Elapsed Time 6:13
From SFO to JFK Elapsed Time 5:12
夹持式超声波流量计的原理和测量方法
03 夹持式超声波流量计的应 用
工业生产中的应用
监测和控制生产流程
夹持式超声波流量计可用于监测和控制工业生产流程中的流体流量，确保生产过程的稳定性和效率。
优化生产工艺
通过实时监测流体的流量，夹持式超声波流量计可以帮助工业生产者优化生产工艺，提高产品质量和 降低能耗。
环保监测中的应用
水质监测
夹持式超声波流量计可用于监测 河流、湖泊等水域的水质，包括 水流速度和水流量，为环保部门 提供重要的数据支持。
智能化技术
将人工智能、机器学习等技术引入 夹持式超声波流量计，实现自适应 学习、自动校准等功能，提高流量 计的智能化水平。
应用领域的拓展
工业生产
夹持式超声波流量计在工业生产 领域的应用将进一步拓展，如石 油、化工、制药等领域，为工业 生产提供更准确、可靠的流量测
量解决方案。
环保监测
随着环境保护意识的提高，夹持 式超声波流量计在环保监测领域 的应用也将得到拓展，如河流、
湖泊等水体的流量监测。
能源计量
夹持式超声波流量计在能源计量 领域的应用也将得到加强，如天 然气、石油等能源的计量，为能
源管理提供有力支持。
未来展望
标准化和互操作性
随着技术的不断发展，夹持式超声波流量计的标准化和互操作性将得到加强，促进不同品牌和型号的流量计之间的互 通和兼容。
集成化和多功能化
未来夹持式超声波流量计将更加集成化和多功能化，能够同时测量多种参数，如温度、压力、流速等，满足更广泛的 应用需求。
夹持式超声波流量计 的原理和测量方法
目录
CONTENTS
• 夹持式超声波流量计的原理 • 夹持式超声波流量计的测量方法 • 夹持式超声波流量计的应用 • 夹持式超声波流量计的优缺点 • 夹持式超声波流量计的发展趋势和未来
超声波流量仪表的测量原理
外夹式或者管段式超声波流量仪表是以"速度差法"为原理，测量圆管内液体流量的仪表。
它采用了先进的多脉冲技术、信号数字化处理技术及纠错技术，使流量仪表更能适应工业现场的环境，计量更方便、经济、准确。
产品达到国内外先进水平，可广泛应用于石油、化工、冶金、电力、给排水等领域。
测量原理
当超声波束在液体中传播时，液体的流动将使传播时间产生微小变化，并且其传播时间的变化正比于液体的流速，其关系符合下列表达式
其中
θ为声束与液体流动方向的夹角
M 为声束在液体的直线传播次数
D 为管道内径
Tup 为声束在正方向上的传播时间
Tdown为声束在逆方向上的传播时间
ΔT=Tup –Tdown
设静止流体中的声速为c，流体流动的速度为u，传播距离为L，当声波与流体流动方向一致时（即顺流方向），其传播速度为c+u;反之，传播速度为c-u.在相距为L的两处分别放置两组超声波发生器和接收器（T1,R1）和（T2,R2）。
当T1顺方向，T2逆方向发射超声波时，超声波分别到达接收器R1和R2所需要的时间为t1和t2,则
t1=L/（c+u）; t2=L/（c-u）
由于在工业管道中，流体的流速比声速小的多，即c>>u,因此两者的时间差为▽t=t2-t1=2Lu/cc 由此可知，当声波在流体中的传播速度c已知时，只要测出时间差▽t即可求出流速u，进而可求出流量Q。
利用这个原理进行流量测量的方法称为时差法。
此外还可用相差法、频差法等。
【推荐下载】超声波流量计工作原理 注意事项有哪些
[键入文字]
超声波流量计工作原理注意事项有哪些
超声波流量计广泛应用于石油、化工、冶金、电力、给排水等领域。
它是外夹式或者管段式超声波流量仪表是以“速度差法”为原理，测量管内液体流量的仪表。
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，那么超声波流量计的工作原理是什么呢？注意事项有哪些呢？
【超声波流量计原理】
根据对信号检测的原理超声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
1。
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ACOUSTIC THEORIES 声音理论
• TRANSIT-TIME时差 • DOPPLER多普勒 • Which One Do We Use?采用
哪一种
• DOPPLER - for “Dirty” Fluids “脏”流体
2020/8/20
11
所有外夹式流量计面临两难的选择…
• 怎样穿过管壁得到超声波信号?
2020/8/20
12
简单的方法
采用 “破坏球”
2020/8/20
认为所有的管道都是相同的，用一个“大金 属球”来获得足够的信号，破坏性的穿过墙
13
壁
聪明的做法
找到门!
2020/8/20
• 利用每个管道所具有独自特性
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Shearmode Clamp-on Wave 窄束技术
Note interference patterns in wall and fluid.
2020/8/20
24
Comparison of Sonic Beams 声束的比较
Insert sensors
Wide Beam Clamp-on
• TRANSIT-TIME for “Clean” Fluids”清洁” 流体
DOPPLER多普勒
• MEASURES CHANGE OR SHIFT OF FREQUENCY
• 测量频率的改变
△F
DOPPLER PRINCIPLE多普勒原理
Transit-Time Principle时差式原理
• 可以进行数字处理的“匹配” 波形
• 只需要15伏的峰值传输能量!
2020/8/20
18
Operating Principles of the WideBeam® Clamp-On Flowmeter
宽束外夹式流量计的工作原理
2020/8/20
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Snell’s 定律
• 当声波以一定角度通过两 种不同材质的界面时，将 产生反射和折射.
Shear mode clamp-on
WideBeam Provides the Ideal Sonic Waveshape
2020/8/20
25
Direct and Reflect Modes 直射式和反射式安装
2020/8/20
26
Chordal Vs Diametral弦式和直径 式
2020/8/20
通过与管道协调一致的工作，产生一个不受被测流体 介质和速度影响的强壮、稳定并且连贯一致的信号
2020/8/20
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结果是…
通过与管道协调一致的工作，产生一个不受被测流体介质和速度 影响的强壮、稳定并且连贯一致的信号 “宽束信号”
• 高信噪比 • 均匀对称的波形 • 在介质条件发生变化的时波
形保持稳定
Clean, no interference pattern, phase coherent.
Potential for Velocity Based Beam Blowing
Sample Area equals crystal area
2020/8/20
(Note curved shape however)
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ZeroMatic Automatic Zero 动态自动调零
Up-stream Transmit
Pipe Signal
Liquid Signal
2020/8/20
28
ZeroMatic Automatic Zero 动态自动调零
• WideBeam permits ZeroMatic Automatic Zero Calibration Adjustment and Drift Elimination
让我们看看天气
常年风向是由西向东!
2020/8/20
8
“ΔT”
由于流动产生的上下游信号 相位差
流速越大，时间差越大
VVesriyg aHtiZFelroowFloRwatCeon(dBiteioyno1n2d" VPifpMeax)
LowHFilgohwFRloawteR1a2t"ePipe
2020/8/20
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工作原理图解
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计算公式
Ø ° = sin-1 (VOS / Vphase) TL = 2 * ID / (VOS * cos(Ø)) VF = Vphase * DT / (2 * TL)
其中：
VOS = 声速 Vphase = 换能器中的声速 ID = 管道内径 TL = 传播时间 DT = 测量的时间差
• 折射产生的原因是由于声 波在两种不同材质中的传 播速度不同
• 不同材质的声音传播速度 是由材质的物性决定的 （弹性模量和密度）.
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液体和气体折射角度
2020/8/20
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Technology: WideBeam 宽束技术
2020/8/20
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Insert Wave front 插入式波信号
• 匹配管道的声学要求
• 将管道设计为系统的一部份
平稳的穿过管道!
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怎么做到这些?
知道乐器是怎么工作的吗?
2020/8/20
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就像吉他的琴弦，每个管道都有自己的固有频率
薄壁管 高频
中等壁厚 较低的频率
厚壁管 低频率
2020/8/20
16
宽束技术的换能器就像一个艺术鉴赏家 通过采用宽束技术，使得换能器与被测管道协调一致
• Measures Time not frequency测量时间差而 不是频率
2020/8/20
6
时差的基本原理 来看我们的旅行
From JFK to SFO Elapsed Time 6:13
From SFO to JFK Elapsed Time 5:12
2020/8/20
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为什么有时间差？
WideBeam™ Clamp-On Ultrasonic Flowmeter
Theory
宽束外夹式超声波流量计 工作原理
2020/8/20
1
Rev 1
What is ULTRASONICS? 什么是超声波
• Soundlike Waves with frequencies above the range of normal human hearing (20,000 Hz to megahertz and gigahertz) 超过人耳听到的范围的声波