利用超聲波測量液體和氣體的流速很早就有人研究，但是由于技術(shù)水平所限，一直投有大的進(jìn)展。進(jìn)入二十世紀(jì)七十年代以來，由于集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，使得超聲流量計(jì)獲得了實(shí)際上的應(yīng)用。

超聲波流量計(jì)的測量原理

超聲波流量計(jì)是一種非接觸式流量計(jì)。工作原理是：超聲波在流體中傳播時(shí)其傳播速度要受到流體流速的影響，通過測量超聲波在流體中傳播速度可以檢測出流體的流速而換算出流量來。以使用*廣泛的時(shí)差法超聲波流量計(jì)為例，當(dāng)超聲波在流體中傳播時(shí)順流方向超聲波的傳播速度會增大、逆流方向則減小，即同一傳播距離就有不同的傳播時(shí)間，再利用傳播速度之差與被測流體流速之關(guān)系求取流速而換算出流量。即當(dāng)超聲波束在管道內(nèi)水介質(zhì)流動方向上的“上游傳感器”與“下流傳感器”之間傳播時(shí)，水的流動會使超聲波束的傳播時(shí)間相對于靜態(tài)傳播產(chǎn)生一個(gè)微小變化，并且這個(gè)傳播時(shí)間的變化與水的流速成正比，這就是時(shí)差式超聲波流量計(jì)的測量原理。其關(guān)系的理論表達(dá)式如下式：V=MD/sin2θ×△T/TupTdown

式中，M—為超聲波束在水中的直線傳播次數(shù)

θ—為超聲波束與水流動方向的夾角

Tup—為超聲波束在正方向上的傳播時(shí)間（由上游傳感器到下游傳感器間的傳播時(shí)間）

Tdown—為超聲波束在逆方向上的傳播時(shí)間（由下游傳感器到上游傳感器間的傳播時(shí)間）

△T=Tup—Tdown

超聲波流量計(jì)的特點(diǎn)

超聲波流量計(jì)基于微處理技術(shù)，大多采用集成電路及低電壓寬脈沖發(fā)射技術(shù)而設(shè)計(jì)的。在測量技術(shù)上，為取得更高的分辨率和更大的測量范圍，多使用0.1ns超高分辨率時(shí)間測量線路。它專門用于液體介質(zhì)測量特別是水的測量。其顯著特點(diǎn)是：精度等級為±1.0%，可在不停產(chǎn)狀態(tài)下帶壓安裝，主機(jī)既可安裝于值控室還可輸出電流、脈沖等標(biāo)準(zhǔn)信號并可利用RS232或RS485接口通訊進(jìn)行計(jì)量數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳送。另外該流量計(jì)具有高可靠性、低功耗、抗干擾、安裝維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。

超聲波流量計(jì)的構(gòu)造

超聲波流量計(jì)一般可分現(xiàn)場傳感器（即探頭），傳輸電纜，顯示主機(jī)三大部分。其傳感器有外夾式、插入式、法蘭式（即管段式），顯示主機(jī)分固定式、便攜式。

超聲波流量計(jì)測量點(diǎn)的確定

超聲波流量計(jì)需先選取一個(gè)適宜的測量點(diǎn)，然后把測量點(diǎn)的水管參數(shù)輸入流量計(jì)中，*后將傳感器（即探頭）安裝在水管上。

測量點(diǎn)的一般要求

超聲波流量計(jì)的測量點(diǎn)要求需在一定長度的直管段上，即選擇水流分布均勻的管段，以減少測量誤差。

測量點(diǎn)的選取原則

1）測量點(diǎn)宜選擇距上游（水流來方向）10倍管徑長度、距下游（水流去方向）5倍管徑長度的均勻直管段（即上、下游閥門在該長度以外，或水管的拐點(diǎn)在該長度之外）。

2）該直管段的材質(zhì)要均勻無疤、裂痕以利于超聲波傳輸。

3）該直管段的內(nèi)壁應(yīng)無水垢（若略有水垢有條件時(shí)可用蒸汽或高壓水吹掃）。

4）該直管段要充滿水（無論垂直或水平管段）。