外夾式或者管段式超聲波流量儀表是以“速度差法”為原理，測量圓管內(nèi)液體流量的儀表。它采用了先進的多脈沖技術(shù)、信號數(shù)字化處理技術(shù)及糾錯技術(shù)，使流量儀表更能適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場的環(huán)境，計量更方便、經(jīng)濟、準(zhǔn)確。產(chǎn)品達到國內(nèi)外先進水平，可廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電力、給排水等領(lǐng)域。
1介紹 定義
超聲波流量計是通過檢測流體流動對超聲束(或超聲脈沖)的作用以測量流量的儀表。
原理
根據(jù)對信號檢測的原理
超聲流量計可分為傳播速度差法(直接時差法、時差法、相位差法和頻差法)、波束偏移法、多普勒法、互相關(guān)法、空間濾法及噪聲法等。
超聲流量計和超聲波流量計一樣，因儀表流通通道未設(shè)置任何阻礙件，均屬無阻礙流量計，是適于解決流量測量困難問題的一類流量計，特別在大口徑流量測量方面有較突出的優(yōu)點，它是發(fā)展迅速的一類流量計之一。
超聲波流量計采用時差式測量原理：一個探頭發(fā)射信號穿過管壁、介質(zhì)、另一側(cè)管壁后，被另一個探頭接收到，同時，第二個探頭同樣發(fā)射信號被第一個探頭接收到，由于受到介質(zhì)流速的影響，二者存在時間差Δt，根據(jù)推算可以得出流速V和時間差Δt之間的換算關(guān)系V=(C2/2L)×Δt，進而可以得到流量值Q
2優(yōu)缺點
優(yōu)點
超聲波流量計是一種非接觸式儀表，它既可以測量大管徑的介質(zhì)流量也可以用于不易接觸和觀察的介質(zhì)的測量。它的測量準(zhǔn)確度很高，幾乎不受被測介質(zhì)的各種參數(shù)的干擾，尤其可以解決其它儀表不能的強腐蝕性、非導(dǎo)電性、放射性及易燃易爆介質(zhì)的流量測量問題。
缺點
現(xiàn)今所存在的缺點主要是可測流體的溫度范圍受超聲波換能鋁及換能器與管道之間的耦合材料耐溫程度的限制，以及高溫下被測流體傳聲速度的原始數(shù)據(jù)不全。目前我國只能用于測量200℃以下的流體。另外，超聲波流量計的測量線路比一般流量計復(fù)雜。這是因為，一般工業(yè)計量中液體的流速常常是每秒幾米，而聲波在液體中的傳播速度約為1500m/s左右，被測流體流速(流量)變化帶給聲速的變化量最大也是10－3數(shù)量級．若要求測量流速的準(zhǔn)確度為1%，則對聲速的測量準(zhǔn)確度需為10-5～10-6數(shù)量級，因此必須有完善的測量線路才能實現(xiàn)，這也正是超聲波流量計只有在集成電路技術(shù)迅速發(fā)展的前題下才能得到實際應(yīng)用的原因。
超聲波流量計由
超聲波換能器、電子線路及流量顯示和累積系統(tǒng)三部分組成。超聲波發(fā)射換能器將電能轉(zhuǎn)換為超聲波能量，并將其發(fā)射到被測流體中，接收器接收到的超聲波信號，經(jīng)電子線路放大并轉(zhuǎn)換為代表流量的電信號供給顯示和
積算儀表進行顯示和積算。這樣就實現(xiàn)了流量的檢測和顯示。
超聲波流量計常用壓電換能器。它利用壓電材料的壓電效應(yīng)，采用適出的發(fā)射電路把電能加到發(fā)射換能器的壓電元件上，使其產(chǎn)生超聲波振勸。超聲波以某一角度射入流體中傳播，然后由接收換能器接收，并經(jīng)壓電元件變?yōu)殡娔?，以便檢測。發(fā)射換能器利用壓電元件的逆壓電效應(yīng)，而接收換能器則是利用壓電效應(yīng)。
超聲波流量計換能器的壓電元件常做成圓形薄片，沿厚度振動。薄片直徑超過厚度的10倍，以保證振動的方向性。壓電元件材料多采用鋯鈦酸鉛。為固定壓電元件，使超聲波以合適的角度射入到流體中，需把元件故人聲楔中，構(gòu)成換能器整體(又稱探頭)。聲楔的材料不僅要求強度高、耐老化，而且要求超聲波經(jīng)聲楔后能量損失小即透射系數(shù)接近1。常用的聲楔材料是有機玻璃，因為它透明，可以觀察到聲楔中壓電元件的組裝情況。另外，某些橡膠、塑料及膠木也可作聲楔材料。
3特點功能
特點
◆獨特的信號數(shù)字化處理技術(shù)，使儀表測量信號更穩(wěn)定、抗干擾能力強、計量更準(zhǔn)確。
◆無機械傳動部件不容易損壞，免維護，壽命長。
◆電路更優(yōu)化、集成度高、功耗低、可靠性高。
◆智能化標(biāo)準(zhǔn)信號輸出，人機界面友好、多種二次信號輸出，供您任意選擇。
◆管段式小管徑測量經(jīng)濟又方便，測量精度高。
手持式超聲波流量計F601/G601的技術(shù)參數(shù)如下：
測量原理:時差相關(guān)原理 流速: 0.01~25 m/s 分辨率：0.025 cm/s 重復(fù)性：0.15% 讀數(shù)：視應(yīng)用而定 流場充分發(fā)展且徑向?qū)ΨQ 體積流量: ± 1%讀數(shù)，視應(yīng)用而定± 0.5%讀數(shù)， 經(jīng)過標(biāo)定流速: ± 0.5%讀數(shù)，視應(yīng)用而定 可測介質(zhì): 所有導(dǎo)聲流體, 且氣泡或固體顆粒的體積含量<10%
主機外殼重量: ~ 1.9kg 防護等級: IP65 (根據(jù)EN60529) 材質(zhì):鋁合金 粉末涂層尺寸: (226 x 213 x 59)mm (WxHx D) 通道: 2
危險區(qū): Zone 2 電源: 充電電池(6V/4Ah); 外接電源(100 ~ 240)VAC 電池工作時間: >14h 顯示: 2 x 16 字符,
點陣, 帶背光工作 溫度: -10 ~ 60℃ 功耗: < 6W信號平均: (0 ~ 100)s, 可調(diào)測量速率: (100 ~ 1000)Hz (1通道)響應(yīng)時間: 1s (1通道), 70ms可選.
測量功能測量量: 體積/
質(zhì)量流量, 流速, 能量流量(需溫度輸入)累積量: 體積, 質(zhì)量,能量(可選)計算功能: 平均值, 差值, 總和工作語言: 捷克語, 丹麥語, 德語, 英語, 法語, 荷蘭語, 挪威語,波蘭語, 西班牙語
數(shù)據(jù)記錄可記錄的參數(shù): 所有測量量及累積量容量: >100000條測量量
通訊接口: RS232, RS485(可選)可通訊的參數(shù): 實測值, 記錄值, 參數(shù)記錄
軟件: FluxData(可選）可做非接觸式測量
無流動阻撓測量,無壓力損失
可測量非導(dǎo)電性液體
量程比寬，用途廣泛
多種功能主機，攜帶方便
功能
下載測量值/記錄, 圖形顯示, 格式轉(zhuǎn)換操作系統(tǒng): WindowsTM ；過程輸出(可選)輸出與主設(shè)備電隔離輸出組數(shù)視輸出類型而定. 更多信息請洽FLEXIM電流范圍: (0/4-20) mA精度: 0.1%讀數(shù)± 15μA有源輸出: Rext < 500??無源輸出: Uext < 24V, Rext < 1k??電壓范圍: (0~1) V或(0~10) V精度: 0~1V: 0.1%讀數(shù)± 1mV0~10V: 0.1%讀數(shù)± 10mV儀表阻抗: Ri = 500??頻率范圍: 0~1kHz或0~10kHz集電極開路: 24 V/4mA開關(guān)量集電極開路: 24 V/4mA干簧繼電器: 48 V/0.1A功能,如狀態(tài)輸出: 上下限, 符號變化或出錯脈沖輸出: 值: (0.01~1000)units寬度: (80~1000)ms過程輸入(可選)輸入與主設(shè)備電隔離, 最多4組輸入.溫度類型: Pt100, 四線制范圍: -50℃~400℃分辨率: 0.1 K精度: ± (0.02K + 0.1%讀數(shù))電流范圍: 有源: (0~20)mA無源: (-20~20)mA精度: 0.1%讀數(shù)± 10 A有源輸入: Ri = 50??無源輸入: Uext < 24V, Rext < 1k??電壓范圍: (0~1) V或(0~10) V精度: 0~1V: 0.1%讀數(shù)± 1mV0~10V: 0.1%讀數(shù)± 10mV儀表阻抗: Ri= 1M夾裝式探頭
適用口徑: DN6-DN6500適用溫度: -30 to 400℃ (適用防爆區(qū))詳見下圖. 更多資料, 請參閱相關(guān)手冊.測厚探頭（可選）測量范圍: (1.0 - 200) mm分辨率: 0.01 mm線性度: 0.1 mm標(biāo)準(zhǔn)型: -20℃ to +60℃高溫型: 0℃ to +200℃短時間可達+540℃應(yīng)用領(lǐng)域
4應(yīng)用
概況
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傳播時間法應(yīng)用于清潔、單相液體和氣體。典型應(yīng)用有工廠排放液、:怪液、液化天然氣等;
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氣體應(yīng)用方面在高壓天然氣領(lǐng)域已有使用良好的經(jīng)驗;
環(huán)境
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多普勒法適用于異相含量不太高的雙相流體,例如:未處理污水、工廠排放液、臟流程液;通常不適用于非常清潔的液體。