1、超声波流量计超声波流量计2超声波流量计 周期：周期：T=1/f；取决于声源；取决于声源；波长：波长：=C*T;C声速，取决于介质性质；声速，取决于介质性质；举例：举例：F=50KHz,T=0.02mS,=6.8mm(C=340m/s);F=1MHz,T=1S,=1.5mm(C=1500m/s,常温常温水水);3超声波流量计 声速：声速：超声波在物质中的传播速度超声波在物质中的传播速度钢：钢：C=5.95*103m/s;水：水：C=1557-0.0245(74-t2)，t为为；T=0时，时，C=1423m/s;T=30时，时，C=1509m/s;空气：空气：C=331.4(1+t/273)0.5
2、,除此之外，还受湿除此之外，还受湿度、成分的影响。度、成分的影响。T=0时，时，C=331.4m/s;T=30，C=349.1m/s;4超声波流量计 声波在界面上的折射：声波在界面上的折射：类似于光的折射类似于光的折射1=2=介质的阻抗特性介质的阻抗特性:Z=C；密度；密度；C速度；速度；21211sinsinsinCCC125超声波流量计在垂直于界面入射时，声强反射系数：在垂直于界面入射时，声强反射系数：在垂直于界面入射时，声强透射系数：在垂直于界面入射时，声强透射系数：钢：钢：Z=7800*5.95*103=4.64*107；水水：（：（t=0），），Z=1000*1423=1.423*1
3、06;空气：（空气：（t=0），），Z=1.293*331.4=4.285*102;钢水界面：钢水界面：=0.885，=0.115；气水界面：气水界面：=0.9988，=0.0012；21212ZZZZ122212121212)(411ZZZZZZZZ6超声波流量计 超声波在传播过程中的衰减：超声波在传播过程中的衰减：由于介质的粘性而造成的衰减由于介质的粘性而造成的衰减 热传导造成的吸收衰减热传导造成的吸收衰减:由于介质的散射而造成的衰减由于介质的散射而造成的衰减 声强：声强：固固液液气气 超声波在传播过程中的衰减：超声波在传播过程中的衰减：由于介质的粘性而造成的衰减由于介质的粘性而造成的衰减
4、 热传导造成的吸收衰减热传导造成的吸收衰减:由于介质的散射而造成的衰减由于介质的散射而造成的衰减 声强：声强：固固液液气气 4fs2faxePP02fa7超声波流量计超声波的指向性：超声波的指向性：Sin=1.22/D=1.22C*T/D=1.22C/fD，:主瓣半角主瓣半角(半扩散角半扩散角)；D:晶片直径晶片直径;f:超声波超声波频率频率超声波用途：超声波用途：超声清洗、医学治疗、超声探伤、超声清洗、医学治疗、超声探伤、超声测距超声测距8超声波流量计9超声波流量计10超声波流量计11超声波流量计12超声波流量计13超声波流量计14超声波流量计15超声波流量计16超声波流量计17超声波流量计
5、18超声波流量计19超声波流量计20超声波流量计LxVctLm12LxVctLm2121超声波流量计上面两式相减并变换可得上面两式相减并变换可得 21122112ttxLVm式中：式中：L L超声波在换能器之间传播路径的长度（超声波在换能器之间传播路径的长度（mm）；）；x x传播路径的轴向分量（传播路径的轴向分量（mm）；）；t t1212从换能器从换能器1 1到换能器到换能器2 2的传播时间（的传播时间（s s）；）；t t2121从换能器从换能器2 2到换能器到换能器1 1的传播时间（的传播时间（s s）；）；cc超声波在静止流体中的传播速度（超声波在静止流体中的传播速度（m/sm/s）
6、；）；V Vmm流体通过换能器流体通过换能器1 1、2 2之间声道上平均流速（之间声道上平均流速（m/sm/s）22超声波流量计23超声波流量计42NmvDKVq体积流量体积流量q qv v为：为：式中，式中，K K 流速分布修正系数，流速分布修正系数，K K=V Vmm/V V D DN N 管道内径。管道内径。K K是单声道通过管道中心的流速（分布）修正系数。是单声道通过管道中心的流速（分布）修正系数。管道雷诺数管道雷诺数ReReD D变化变化K K值将变化，值将变化，仪表范围度为仪表范围度为1010时，时，K K值变化约为值变化约为1 1；范围度为范围度为100100时，时，K K值约变
7、化值约变化2 2。流动从层流转变为紊流时，流动从层流转变为紊流时，K K值要变化约值要变化约3030。所以要精确测量时，必须对所以要精确测量时，必须对K K值进行动态补偿。值进行动态补偿。24超声波流量计25超声波流量计26超声波流量计27超声波流量计28超声波流量计29超声波流量计30超声波流量计31超声波流量计32超声波流量计33超声波流量计34超声波流量计35超声波流量计条件条件传播时间法传播时间法多普勒法多普勒法适用液体适用液体水类（江河水，海水农业用水等）水类（江河水，海水农业用水等）,油类油类（纯净燃油，润滑油，食用油等），化学（纯净燃油，润滑油，食用油等），化学试剂，药液等试剂，
8、药液等含杂质多的水（下水，污水，含杂质多的水（下水，污水，农业用水等），浆类（泥浆，农业用水等），浆类（泥浆，矿浆，纸浆化工料浆等），油矿浆，纸浆化工料浆等），油类（非净燃油，重油，原油等）类（非净燃油，重油，原油等）适用悬浮颗粒适用悬浮颗粒含量含量体积含量体积含量1%5050100mg/L100mg/L仪表基本误差仪表基本误差带测量管段式带测量管段式（0.5-10.5-1）%R%R（3-103-10）%FS%FS固体粒子含量基本不变时固体粒子含量基本不变时（0.5-30.5-3）%湿式大口径多声道湿式大口径多声道湿式小口径单声道湿式小口径单声道1.5%R-1.5%R-3%R3%R夹装式（范围
9、度夹装式（范围度20:120:1）重复性误差重复性误差0.1%-0.3%0.1%-0.3%1%1%信号传输电缆信号传输电缆长度长度100-300m,100-300m,在能保证信号质量的前提下，在能保证信号质量的前提下，可以小于可以小于100m100m30m30m价格价格较高较高一般较低一般较低36超声波流量计37超声波流量计38超声波流量计39超声波流量计40超声波流量计41超声波流量计42超声波流量计43超声波流量计44超声波流量计45超声波流量计46超声波流量计47超声波流量计水平管换能器安装位置水平管换能器安装位置48超声波流量计49超声波流量计50超声波流量计避开接口和焊缝示意图避开接
10、口和焊缝示意图 51超声波流量计52超声波流量计53超声波流量计54超声波流量计55超声波流量计56超声波流量计57超声波流量计58超声波流量计59超声波流量计60超声波流量计61超声波流量计62超声波流量计63超声波流量计64超声波流量计65超声波流量计66超声波流量计67超声波流量计68超声波流量计69超声波流量计70超声波流量计71超声波流量计72超声波流量计73超声波流量计74超声波流量计75超声波流量计76超声波流量计77超声波流量计78超声波流量计79超声波流量计80超声波流量计81超声波流量计82超声波流量计83超声波流量计84超声波流量计85超声波流量计86超声波流量计87超声
11、波流量计88超声波流量计89超声波流量计90超声波流量计91超声波流量计92超声波流量计93超声波流量计94超声波流量计95超声波流量计96超声波流量计97超声波流量计98超声波流量计99超声波流量计100超声波流量计101超声波流量计102超声波流量计103超声波流量计104超声波流量计105超声波流量计106超声波流量计107超声波流量计108超声波流量计109超声波流量计110超声波流量计111超声波流量计112超声波流量计113超声波流量计114超声波流量计115超声波流量计116超声波流量计117超声波流量计118超声波流量计119超声波流量计120超声波流量计121超声波流量计12
12、2超声波流量计123超声波流量计124超声波流量计125超声波流量计126超声波流量计127超声波流量计128超声波流量计129超声波流量计130超声波流量计131超声波流量计132超声波流量计133超声波流量计134超声波流量计135超声波流量计136超声波流量计137超声波流量计138超声波流量计139超声波流量计140超声波流量计141超声波流量计142超声波流量计143超声波流量计144超声波流量计145超声波流量计146超声波流量计147超声波流量计148超声波流量计149超声波流量计150超声波流量计152超声波流量计153超声波流量计154超声波流量计155超声波流量计156超声
13、波流量计157超声波流量计158超声波流量计159超声波流量计160超声波流量计161超声波流量计162超声波流量计163超声波流量计6.8.5 超声流量计的特点与安装使用超声流量计的特点与安装使用特点：特点：唯一能实现非接触式测量的流量计（夹装式）；唯一能实现非接触式测量的流量计（夹装式）；可制成可制成便携式仪表便携式仪表；无阻流件，无压力损失；无阻流件，无压力损失；准确度准确度0.1%5%？；管道内外壁干净，需足够长的直管段；管道内外壁干净，需足够长的直管段；传播速度差法流量计需介质洁净，而多普勒流量传播速度差法流量计需介质洁净，而多普勒流量计需有散射粒子，适于计需有散射粒子，适于污水和含
14、气泡污水和含气泡的液体；的液体；特别适合特别适合大管径大管径测量，其成本与管径基本无关。测量，其成本与管径基本无关。164超声波流量计6.8.6 超声流量计维护及故障诊断超声流量计维护及故障诊断（1）维护）维护 外贴式超声波流量计外贴式超声波流量计定期检查换能器是否松动，定期检查换能器是否松动，与管道之间的粘合剂是否良好；与管道之间的粘合剂是否良好；插入式超声波流量计插入式超声波流量计定期清理探头上沉积的杂定期清理探头上沉积的杂质、水垢及检查有无漏水现象；质、水垢及检查有无漏水现象；一体式超声波流量计一体式超声波流量计检查流量计与管道之间的检查流量计与管道之间的法兰连接是否良好，并考虑现场温度
15、和湿度对其电法兰连接是否良好，并考虑现场温度和湿度对其电子部件的影响。子部件的影响。165超声波流量计（2）故障诊断）故障诊断现象：现象：示值不准；示值不准；无示值；无示值；流量为负；流量为负；流量流量波动大；波动大；原因：原因：1.测量点位置选择测量点位置选择如测量点非满管流，内部锈蚀，直如测量点非满管流，内部锈蚀，直管段长度不够或上游存在扰动源可导致管段长度不够或上游存在扰动源可导致 ；2.换能器安装换能器安装如换能器与管道间有锈斑、耦合剂涂不如换能器与管道间有锈斑、耦合剂涂不均匀或换能器安装偏离管线正侧面可导致均匀或换能器安装偏离管线正侧面可导致 ；3.电缆连接电缆连接上下游换能器电缆若接反可导致上下游换能器电缆若接反可导致；4.数据设置数据设置管道参数如管径、安装角度需精确测量后管道参数如管径、安装角度需精确测量后置入仪表，否则导致置入仪表，否则导致。166超声波流量计
