陈 聪

    (中国石化集团上海工程有限公司 ，上海 200120)

    1 引言

    近年来，超声波流量计新品种大量涌现，在石化、医药、环保等领域中的应用日趋广泛，成为新型流量计的主要品种之一。由于它以非接触式方式进行流量测量，所以使强腐蚀、放射性、堵塞、粘性、要求压损小的、不允许泄露的介质、有气泡、含颗粒等工况有了有效的解决方法。对于夹持式超声波流量计，由于管道尺寸与价格无关，特别在大管道大流量测量上广泛应用。

    2 超声波流量计的原理和测量方法

    2.1 测量原理和组成

    超声波流量计是基于超声波在流动的流体中传播时就载上流体流速的信息，如顺流和逆流的传播速度由于叠加了流体流速而不相同。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。

    超声波流量计由超声波换能器、电子线路及流量显示和累积系统三部分组成。超声波发射换能器将电能转换为超声波能量，并将其发射到被测流体中，接收器接收到的超声波信号，经电子线路放大并转换为代表流量的电信号供给显示和积算仪表进行显示和积算。这样就实现了流量的检测和显示。

    2.2 测量方法

    根据检测的方式，可分为传播速度差法(时间差法，频率差法，相位差法)、 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。

    由于直接时差法、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。

    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。

    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 ......