超声波流量计范文精选

摘 要：近些年来，随着经济的快速发展，科学技术领域也获得更大进步，对流量计的技术更新也起到了巨大的推动作用。尤其是在电子技术不断发展的背景下，流量计的种类也不断增加，以此满足各种不同介质的测量要求。本文以超声波流量计为例，对气体超声波流量计计量误差的相关问题进行简单的分析。

关键词：超声波流量计 气体超声波 计量误差

超声波流量计在我国气体计量领域中的应用，始于20世纪末，随着天然气工业的不断发展，已经有越来越多的超声波流量计应用在天然气的计量工作中。超声波流量计在进行气体测量时，能够满足高压、大流量的气体计量要求，并且具有较高的测量精确性。由于气体介质本身的特殊性以及计量现场环境等多种因素的影响，在气体计量中仍然会受到各种因素的影响，使得计量结果的准确性产生一定的误差。因此，对于超声波流量计气体计量误差进行分析是十分必要的。

一、超声波流量计气体测量

超声波流量计进行气体测量的过程，就是通过对超声波沿着气流顺向和逆向传播的生速差、压力和温度等因素的测量，对气体的流速和标准状态下的流量进行测量的过程。常见的气体超声波流量计结构如图1所示。

二、超声波流量计气体计量误差的因素

1.信号因素

利用超声波流量计进行气体计量时，其主要的参数就是气体的传播时间，通过传播时间的获得和计量，才能实现对不同超声波信号的有效处理。因此也可以说，信号的质量是影响超声波流量计气体计量准确性的主要因素。如果超声波的信号质量不高，则对气体传播时间的测量和流量的确定都无法保证其准确性。

摘要：天然气是我国社会生产生活中运用的重要能源，在天然气的运用中涉及到意向非常重要的内容就是流量计量，这是天然气提供者收取费用的核心依据。实际当中运用的计量装置较多，其中新型天然气超声波流量计量技术是较为先进和准确的一种，所以应当对该技术进行深入的研究。

关键词：天然气；超声波流量计量技术；应用

相对于传统技术技术新型天然气超声波计量技术具有更高的准确度，但是这种计量技术的计量结果也会受到一定因素的影响，为了保证获得准确的计量结果本文将对影响计量结果的因素进行分析，并且探讨实际运用中应当注意的问题。

一、天然气流量计量中气体超声波流量计的应用

天然气流量计量主要是通过多参数测量实现的，并且还需要设置相应的流量比对装置以确保测量的准确性。为了进一步保证实验数据的准确性和有效性，将一套标准孔板流量计与气体超声波流量计进行串联运行。选用的气体超声波流量计为四声道，具有300mm内径，流量范围是240~6405m3/h。

（一）气体超声波流量计准确度与超声的关系

表1阀门1控制流量、阀门2全开时气体超声波流量计的运行气体超声波流量计测量准确度会受到被测介质内部噪声的影响。如果采用气体超声波流量计这种方法来控制流量的大小，那么其节流的声音与流量的增加是成正比的关系，标准孔板流量计与气体超声波流量计之间的相对误差就会加大，这就会发生这两种流量计所计算出来的流量严重不相符。当阀门1全部打开的时候，在阀门2控制流量大小的情况下，气体超声波流量计的信噪会相对比较大，标准孔板流量计和气体超声波流量计之间则会具有相对固定的误差。实验数据如表1和表2。根据表1和表2可知，如果由上游阀门1节流，气体超声波流量计信噪就会比上游阀门全开时低，这是因为当上游阀门在进行节流的过程中，人类无法听到的高频声波和人类可以听到的声音将会同时产生，如果声波频率与气体超声波流量计量的工作频率无限度相似的时候，那么就会造成气体超声波流量计信噪比的减小，这样流量计的测量准确度就会受到影响。

（二）气体超声波流量计与流态的关系

摘　要：随着传感器技术、电子技术、计算机技术和新材料技术的迅速发展和应用，电磁流量计和超声波流量计这两种高新技术产品的发展迅速，系列越来越多，用途越来越广，二者之间的选择也越来越多，由于二者之间之间的性价比很相似，可比性很强，很多用户在二者之间选择时犹豫不定。对这两种流量计的基本原理特性和基本技术性能进行分析和比较，说明了仪表选型应从性能要求、流体特性、安装要求、环境条件和费用这五方面因素进行综合考虑，供选择和使用者参考。

关键词：流量计　工况条件　标准条件

中图分类号：TB97

文献标识码：A

文章编号：1007-3973（2012）007-016-02

1 前言

在《流量测量方法和仪表选用》一书中说：“有人调查美国装用的千余台流量仪表，发现约60%所选择的测量方法不是最合适的或使用不正确，这60%中的约60%虽然采用了合适的测量方法，却错误的布置和安装，由此可见正确选择和使用流量仪表并非易事”。书中又说：“要正确和有效地选择测量方法和仪表，必须熟悉仪表和使用流体特性这两方面，同时还要考虑经济因素。归纳起来有五个方面的因素，即性能要求、流体特性、安装要求、环境条件和费用，即使经验丰富的工程师，综合这些因素提出最优方案亦非易事”。

从原则上讲，最适合的流量计就是最好的流量计。如果只需知道管道中的流体是否正常流动，如果没有测量精确度的要求，就可以选择价格低廉使用可靠成本较低的流量计即可。但对测量精确度要求很高，用于特殊介质或特殊工作条件、差价不大、可比性较强的流量计，选择起来就不那么容易了，本文将对电磁流量计和超声波流量计这两种可比性很强的流量计，通过基本原理特性和基本技术性能的比较和浅析，来阐述在选择时应该注意的一些地方。

【摘 要】介绍了超声波流量计的工作原理、结构、选型原则及安装要求。

【关键词】超声波流量计；结构；选型；安装

1 超声波流量计的工作原理

超声波流量计利用超声波测量流量有许多种方法，其中典型的方法有时差法、声循环法、多普勒法。本文主要介绍时差法超声波流量计的工作原理，超声波在流体中的传播速度受到流体流速的影响，在流体顺流方向和逆流方向是不一样的，其传播时间差和流体的流速成正比。只要测出超声波在这两个方向上传播的时-间差，便可知流体的流速，再乘以管道截面积便可得流体的流量。具体计算公式如下：

超声波在顺流方向传播时间t1为：

式中： L――声程，m；

φ――管轴线与声道之间的夹角，即声道角；

c――声波在静止流体中的声速，m/s；

摘要：本文在简单介绍超声波流量计相关情况的基础上，对其工作原理进行了深入细致的分析，并对超声波流量计的实际应用以及应用过程中需要注意的问题进行了讨论，文章认为，超声波流量计具有很多独特的优势，但也存在着很多注意事项，只有明确这一概念，并采取针对性措施进行维护和保养，才能充分发挥其应有的积极作用。

关键词：超声波；流量计；应用；研究

中图分类号：U467.4+6文献标识码：A 文章编号：

1 超声波流量计的原理

超声波流量计的测量原理主要分为两种类型，一种是利用超声波在穿过介质的过程中，介质的微粒会将对超声波产生一定的反射作用，从而产生多普勒效应。这种利用超声波通过介质后产生的多普勒效应检测流量的流量计被称为多普勒流量计或超声波流量计。测量的另一种方法是利用超声波在穿过介质后，介质对超声波传播速度所产生的影响来测量流量，此类流量计被称为声波时差流量计。在多普勒流量计工作的过程中，超声波发生装置产生的超声波被发射到管道当中，管道中的介质可以反射超声波，通过收集这些粒子的多普勒频率就可以测出管道内介质的流量。声波时差流量计是通过分别计量出超声波在顺流方向、逆流方向的传播时间差来测量出相应的管道内流体的流量。超声波流量计作用的发挥靠的是流量计硬件和软件共同完成，其中超声波流量计在操作的过程中涉及的主要硬件有：超声波流量计的工作电路、流量计的壳体、传输线路、计算机和超声波发生和传感器等。

2 超声波流量计的应用

2.1 液体测量

不同类型的超声波流量计的基本工作原理虽然大体相同，但是如果从结构参数等方面对其进行细分，还是可以将超声波流量细分为多种类型。在超声波流量计的工作过程中，如何选择信号传感器的位置，采用何种安装方式，都会对超声波流量计的测量精度造成巨大的影响。首先，为了能够保证超声波测量管道内的流体是平行流动的，工作人员必须要设置一定长度的直管段。就现阶段操作的实际情况来看，超声波流量计的前方一般都需要设置至少长于十倍管径的直管段；在超声波流量计的后方，一般会设有至少长于五倍管径的直管段。在对超声波流量计进行安装的过程中，必须要保证实际安装的位置符合设计与规范所提出的要求。同时，超声波流量计的传感器的安装方向要与直管的方向形成夹角，并将角度控制在45°的范围内。另外，在安装超声波流量计的过程中，工作人员要尽可能避免将其安装在管道的接口处以及存在焊接的地方。

摘 要：针对输气站场的流量测量，采用气体超声波流量计可以有效的提高测量的便利性和精确度。本文将在分析输气站场流量测量现状的基础上，通过对超声波流量计的工作原理、精确度等的分析，深入研讨超声波流量计在输气站场的应用方法。

关键词：超声波；流量计；输气站场；精确度

1.输气站场流量测量的现状分析

1.1流量测量的复杂性

与液体流量计量不同，由于气体的可压缩性，压缩因子的确定较为复杂，导致气体流量计量存在一定的复杂性；在计量过程中，对流经计量装置处气体的流态要求也比较高，在理想情况下，要求气体流经计量装置时，气体流动方向保持与管道平行，气体沿径向均匀分布等，不能存在旋流或涡流等异常流态，但在实际中要达到绝对的理想状态几乎不可能。由于上述原因，造成输气站场流量测量工作复杂，在测量过程中，一方面要求测量结果具有一定的精确度，另一方面，又要求能够满足的经济性的要求。

1.2目前输气站场所用流量计的种类和存在的问题

目前，长输管道工艺站场的天然气计量装置主要有两种形式，一是超声波流量计量装置，其主要由现场超声波流量计、压力变送器、温度变送器、直管段、整流器和流量计算机等组成；二是涡轮计量装置，主要由现场涡轮流量计、压力变送器、温度变送器、直管段和流量计算机等组成。

2.输气站场超声波流量计的种类、工作原理及影响精确度的因素

摘 要：本文阐述了超声波流量计的原理。通过实际测流应用与实际的流量结果做了对比分析，得出超声波流量计在测流准确度上非常的精确，同时也对超声波流量计的日常管理要求进行了说明。

关键词：超声波流量计 应用 管理

随着电子技术、数字技术和声楔材料等技术的发展，利用超声波脉冲测量流体流量的技术发展很快。基于不同原理，适用于不同场合的各种形式的超声波流量计已相继出现，其测量准确的优点，也使其成为化工行业测量流速的首选工具。

1.超声波流量计的测量原理

超声流量计是通过检测流体流动时对超声束的作用，以测量体积流量的仪表。超声波流量仪的传感器是将传感器直接捆绑在被测管道的外表面，从而实现流量测量的一种安装方式，解决了其它原理的流量仪在安装时必须断管、停产的难题，是超声波流量仪的基本安装方式，具有与管径无关、安装简单、无需停产、无压力损失等特点。超声波流量计常用的测量方法为传播速度差法，其基本原理都是测量超声波脉冲顺水流和逆水流时速度之差来反映流体的流速，从而测出流量。它利用声波在流体中传播时因流体流动方向不同而传播速度不同的特点,测量它的顺流传播时间t1和逆流传播时间t2的差值,从而计算流体流动的速度和流量。设流体中声速为c，流体流动速度为v，把一组换能器P1、P2与管渠轴线安装成?兹角，换能器的距离为L。从P1到P2顺流发射时，声波传播时间t1为：t1=L/(c+vcos?兹)从P2到P1逆流发射时，声波的传播时间t2为：t2=L/(c+vcos?兹)

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，吸收器吸收到的超声波信号，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。传感器具有：方便安装的外缚式、可靠工作的插入式、高可靠高精度的标准管段式、超高精度的标准型?仔管段式。超声波流量计的重要特点是：流体中不插入任何元件，对流速无影响，也没有压力丧失；能用于任何液体，特别是具有高黏度、强腐化，非导电性等性能的液体的流量测量。

2.超声波流量计的现场应用情况

在相距为L的两处放置两组超声波产生器和吸收器（T1，R1）和（T2，R2）。当T1顺方向，T2逆方向发射超声波时，超声波分辨达到吸收器R1和R2所需要的时间为t1和t2，则t1=L/(c+u)t2=L/(c-u)由于在工业管道中，因此两者的时间差为t=t2-t1=2Lu/cc由此可知，当声波在流体中的流传速度c已知时，只要测出时间差t即可求出流速u，进而可求出流量Q。

(国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司，新疆 哈密839000)

中图分类号：TE939文献标识码：A文章编号：1003-2738（2011）12-0292-01

摘要：卤水流量的精确计量是保证卤水生产过程安全经济运行、降低消耗、提高效益、实现科学管理的基础。由于采卤泵站震动较大，且有硫化氢气体腐蚀，很难实现卤水在采输过程的精确计量。本文分析了超声波流量计在卤水采输过程中对流量计量的应用，对降低卤水输送成本具有重要意义。

关键词：卤水采输；超声波流量计；计量

一、引言

卤水学名为盐卤，是由海水或盐湖水制盐后残留于盐池内的母液。卤水流量测量是实现卤水采输过程中封闭管道中的导电性液体和浆液中的体积流量。随着工业生产过程的自动化和智能化的提高以及节能降耗和成本核算管理的要求，流量仪表在整个计量仪表中所占的比重越来越高。传统检测流量计都需要将其传感器安装在管内，并要求配置一段安装管，这不但不便于安装，而且会引起流体的压力损失、泄漏等。本文介绍了超声波流量计的工作原理，并在此基础上分析了其在卤水采输测量中的优点。

二、超声波流量计的工作原理和特点

超声波流量计是通过检测流体流动对超声束(或超声脉冲)的作用以测量流量的仪表。根据对信号检测的原理超声流量计可分为传播速度差法、多普勒法等。传播速度差法又包括直接时差法、相差法和频差法，其基本原理都是测量超声波脉冲顺水流和逆水流时速度之差来反映流体的流速，从而测出流量；多普勒法的基本原理则是应用声波中的多普勒效应测得顺水流和逆水流的频差来反映流体的流速从而得出流量[1]。

摘 要 目前超声波流量计正在以其特有的优势在火力发电领域发挥着其不可估量的重要作用。本文对超声波流量计的工作原理进行了阐述，并对使用过程中所应注意的问题进行了分析，针对性地提出了相应的改善办法。

关键词 超声波流量计；火电厂； 应用 ； 改善办法

中图分类号TM621 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）91-0152-02

0引言

由于火电厂的水循环系统具有循环较慢、管道直径较大等特点，所以对于其水流量的测量工作比较困难，普通仪器很难实现准确测量。超声波流量计以其独有的特点很好地解决了这一方面的难题，在流量测量方面发挥着越来越重要的作用。尽管超声波流量计有着许多无法取代的优势，但是在使用中也有许多事项需要我们去注意。只有对注意事项进行足够的重视，才能充分发挥其优势。本文对超声波流量计在火电厂中的应用进行了较为详细的阐述和分析，对注意事项进行了初步探讨。

1超声波流量计简介及工作原理

超声波流量计是通过检测流体流动对超声束的作用进而测量流量的仪器，属于非接触测量仪器，并不与被测流体进行直接接触，所以也不会对流体流动产生干扰和破坏。具有测量精度高、安装方便、不与流体直接接触、不影响管路设备的正常运行等诸多优点，所以在火电厂的流体测量中得到了非常广泛的应用。

根据对信号检测的原理可以将超声波流量计分为以下几种类型：传播速度差法（直接时差法、时差法、相位差法）、波束偏移法、多普勒法、互相关法、噪声法等等。其中以时间差法超声波流量计最常见。本文也针对这种最常见的方法来进行叙述。时间差法超声波流量计通过直接测量超声波脉冲顺流和逆流传播的时间差来实现对测量流体流量的测量。其工作原理示意图如下：

摘要： 针对农业灌溉用水的控制与测量普遍存在着效率低下、精度不高的状况，提出基于时差法的多声道超声波流量计设计方案，并完成了硬件设计及软件的设计。方案采用高电压电源驱动超声波发射电路，对信号进行接收处理，由微处理器Cortex-M4k60根据信号信息进行计算，最后得出所测的明渠流量。

关键词：多声道超声波流量计 时差法 高电压电源驱动

中图分类号：TH714 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）03-0129-03

Abstract：Controling and measurement of water for agricultural irrigation widespread inefficiency， high accuracy is not the situation， based on multi-channel ultrasonic transit-time flowmeter design and complete hardware design and software design. Program uses a high-voltage power driver ultrasonic transmitter circuit， for receiving and processing signals from the microprocessor Cortex-M4k60 be calculated according to the signal information， the conclusion that the open channel flow measurement.

Key Words：Multi-channel ultrasonic flowmeter， Time difference method， High voltage power driver

超声波传播的方向性好，穿透能力强，接收的时候容易获得集中的声能，它在液体中传播距离远。超声波明渠流量计作为一种非接触式测量设备具有很好的发展前景。

1 超声波明渠流量计测流原理

时差法测流就是利用超声波脉冲在流体中顺流与逆流传播的时间差来测量流速，此流速与截面积的积就是所测的流量，工作原理如图1所示。