超聲波用于氣體和流體的流速測量有許多優(yōu)點。和傳統(tǒng)的機械式流量儀表、電磁式流量儀表相比它的計量精度高、對管徑的適應性強、非接觸流體、使用方便、易于數(shù)字化管理等等。近年來，由于電子技術的發(fā)展，電子元氣件的成本大幅度下降，使得超聲波流量儀表的制造成本大大降低，超聲波流量計也開始普及起來。經(jīng)常有讀者回詢問有關超聲波流量測量方面的問題。作為普及，我們將陸續(xù)撰寫一些專題文章，來介紹一些相關知識，以便推廣和普及超聲波流量技術的普及和提高。本文主要介紹目前最為常用的測量方法：時差法超聲波流量計的原理和設計。
2 時差法超聲波流量計的原理
時差法超聲波流量計他是利用一對超聲波換能器相向交替（或同時）收發(fā)超聲波，通過觀測超聲波在介質中的順溜和逆流傳播時間差來間接測量流體的流速，在通過流速來計算流量的一種間接測量方法。
兩個超聲波換能器：順流換能器和逆流換能器，兩只換能器分別安裝在流體管線的兩側并相距一定距離，管線的內(nèi)直徑為D，超聲波行走的路徑長度為L,超聲波順流速度為tu,逆流速度為td,超聲波的傳播方向與流體的流動方向加角為θ。由于流體流動的原因，是超聲波順流傳播L長度的距離所用的時間比逆流傳播所用的時間短，其時間差可用下式表示：
式中X是兩個換能器在管線方向上的間距。
主要有兩個超聲波發(fā)射單元、一個時間測量單元和一個控制器。他們共同來完成超聲波的發(fā)射、接受和時間差的測量等工作。其他的外圍單元主要是為了測量儀表的參數(shù)設定、測量數(shù)據(jù)的輸出、顯示和傳送等功能，可參考相關資料，這里不作介紹。
時差法超聲波流量計的換能器安裝方式可以有多種。常見的有外加式和管段式，也有介入式，比如家用煤氣表一般可采用介入式。無論何種安裝方式其原理大同小異。比如介入式就是取上面公式中的θ=0。
超聲波波用于流體的測量還有其他幾種基于不同原理的測量方法：多卜勒頻移法、相位差法和相關法等等，各有優(yōu)缺點，可根據(jù)不同的使用條件和計量精度等因素加以選取。
時差式超聲波流量計在安裝過后在無保養(yǎng)的前提下一般都能正常運行很長一段時間，如果出現(xiàn)了接收不到信號或信號太弱的問題也不必驚訝，只要您要據(jù)儀表科技為建議五個步驟，規(guī)范的操作、認真處理便很快地恢復正常：
時差式超聲波流量計在安裝過后在無保養(yǎng)的前提下一般都能正常運行很長一段時間，如果出現(xiàn)了接收不到信號或信號太弱的問題也不必驚訝，只要您要據(jù)儀表科技為建議五個步驟，規(guī)范的操作、認真處理便很快地恢復正常：
1.首先確認管道中流量計是否充滿流體；
2.如果管道太靠近墻壁，可在有傾斜角度的管道直徑上安裝探頭，而不必非在水平管道直徑上安裝，應選用Z法安裝探頭；
3.仔細選擇管道致密部分并充分打磨光亮，涂抹充分的藕合劑安裝好探頭；
4.分別細心地在安裝點附近慢慢移動每個探頭，尋找到最大信號點，防止因為管道內(nèi)壁結垢或因為管道局部變形導致超聲波束反射出預計的區(qū)域而錯過可接收到較強信號的安裝點；
5.對內(nèi)壁結垢嚴重的金屬管道可使用擊打的辦法使結垢部分脫落或裂縫，但要注意，此方法有時反而因為結垢和內(nèi)壁之間產(chǎn)生空隙而絲毫無助于超聲波的傳輸。
由于外夾式超聲波流量計常用來測量臟污流體，運行一段時間后，常會在傳感器內(nèi)壁積聚附著層而產(chǎn)生故障。建議在有條件的情況下能夠大在上游安裝過濾裝置，那樣會更好地發(fā)揮儀表穩(wěn)定精確的效能，保持測量數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。
隨著電子技術的迅速發(fā)展、超聲波技術的普及以及產(chǎn)品成本的降低和可靠性的提高，我們相信，超聲波流量儀表將成為流體計量中最為普遍采用的手段。
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超聲波流量計的正確安裝距離