超聲波流量傳感器

超聲波流量傳感器由超聲波換能器、電子線路及流量顯示和累積系統三部分組成。超聲波發射換能器將電能轉換為超聲波能量，並將其發射到被測流體中，接收器接收到的超聲波信號，經電子線路放大並轉換為代表流量的電信號供給顯示和積算儀表進行顯示和計算。這樣就實現了流量的檢測和顯示。根據檢測的方式，可分為傳播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪聲法及相關法等不同類型的超聲波流量傳感器。超聲波流量傳感器是近十幾年來隨着集成電路技術迅速發展才開始應用的一種。

根據對信號檢測的原理，超聲波流量傳感器大致可分傳播速度差法(包括：直接時差法、時差法、相位差法、頻差法)波束偏移法、多普勒法、相關法、空間濾波法及噪聲法等類型。

其中以噪聲法原理及結構最簡單，便於測量和攜帶，價格便宜但準確度較低，適於在流量測量準確度要求不高的場合使用。

由於直接時差法、時差法、頻差法和相位差法的基本原理都是通過測量超聲波脈衝順流和逆流傳播時速度之差來反映流體的流速的，故又統稱為傳播速度差法。其中頻差法和時差法克服了聲速隨流體温度變化帶來的誤差，準確度較高，所以被廣泛採用。按照換能器的配置方法不同，傳播速度差撥又分為：Z法(透過法)、V法(反射法)、X法(交叉法)等。

波束偏移法是利用超聲波束在流體中的傳播方向隨流體流速變化而產生偏移來反映流體流速的，低流速時，靈敏度很低適用性不大.多普勒法是利用聲學多普勒原理，通過測量不均勻流體中散射體散射的超聲波多普勒頻移來確定流體流量的，適用於含懸浮顆粒、氣泡等流體流量測量。

相關法是利用相關技術測量流量，原理上，此法的測量準確度與流體中的聲速無關，因而與流體温度，濃度等無關，因而測量準確度高，適用範圍廣。但相關器價格貴，線路比較複雜。在微處理機普及應用後，這個缺點可以克服。

噪聲法(聽音法)是利用管道內流體流動時產生的噪聲與流體的流速有關的原理，通過檢測噪聲表示流速或流量值。其方法簡單，設備價格便宜，但準確度低。 ^[1] 

1、瞬時流量計波動大

①信號強度波動大；②本身測量流體波動大；

解決方法：調整好探頭位置，旋轉蒸發器提高信號強度（保持在3%以上）保證信號強度穩定，如本身流體波動大，則位置不好，重新選點，確保前10D後5D的工況要求。

2、外夾式超聲波流量傳感器信號低

管徑過大，管道結垢嚴重，或選擇安裝方式不對。

解決方法：對於管徑過大、結垢嚴重，建議採用插入式探頭，或選擇“Z”型安裝方式。

3、插入式探頭使用一段時間後信號降低？

可能探頭髮生偏移或探頭表面水垢厚。

解決方法：重新調整探頭位置，清冼探頭髮射面。

4、開機無顯示

檢查電源屬性是否與儀表的額定值相對應，保險絲是否燒斷，如以上問題不薦在，對建議把儀器發回我司由專業技術人員檢查。

5、開機後儀表僅有背光，無任何字符顯示

此情況一般為程序芯片失，建議把儀器發回我司進行處理。

6、超聲波流量傳感器在現場強幹擾下無法使用？

供電電源波動範圍較大，周圍有變頻器或強磁場干擾，接地線不正確。

解決方法：給儀表提供穩定的供電電源，儀表安裝遠離變頻器和強磁場干擾，有良好的接地線。 ^[3] 

超聲波流量傳感器適用於工業環境下連續測量不含大濃度懸浮粒子或氣體的大多數清潔均勻液體的流量和熱量。廣泛應用於工廠污水排放監測、固井泥漿流量測量、油田含油污水流量測量、油井注水量流量測量、自來水流量測量、工業循環水流量測量、生產過程耗水量測量、選礦礦漿流量測量、選礦礦漿流量測量、鋁酸鈉等工藝流流量測控、冷卻循環水流量測量、發電機組線圈冷卻水流量測量、奶液流量測量等方面。

1、超聲波流量傳感器的發射晶體與被測量液體直接接觸，提高了測量精度和機器的運行穩定性；

2、解決了由於管道內壁結垢或腐蝕嚴重時，使用外縛式傳感器信號弱、測量不正常的難題；也可以在水泥管路上安裝（須知道管道實際外徑向廠家訂做管箍）；

3、解決了由於外夾式傳感器長時間使用，造成耦合劑乾燥而影響超聲波信號不能正常傳輸、不能正常工作等問題；

4、使用的專用開孔工具可以使菲格瑞思超聲波流量傳感器在帶壓不停水的情況下安裝，保證生產正常穩定運行，日後維護也無需停水；

5、相對電磁流量計，在大口徑管道上使用既經濟又可靠準確。 ^[2]