超声波流量计具有非触摸式丈量、低压损、丈量规模宽等长处，已经被广泛用于石油化工等行业的流量计量，特别适用于大口径管道、非导电性流量丈量。

    1 超声波流量计的根本丈量原理

    超声波流量计使用超声波在流体的顺流和逆流中不同的传播速度来丈量，丈量原理图见图1。最常见的有时差法、速差法和频差法。

图1 超声流量计丈量原理示意图

    时差法：

    速差法：

    频差法：

    式中，L是A、B换能器的直线间隔，θ是流体流向与超声波途径的夹角。

    由于声速c受温度的影响不容易疏忽，而式（5）中频差与流速v成正比，且不含声速c，丈量结果不受温度影响，所以频差法更为简略有用。也有专门使用管段内流体的温度分布随流体活动而改动，温度分布又引起声速变化这一特色研发的超声波流量计。

    由于一般流速下，顺流和逆流的时间差取决于管径的大小，只有几百纳秒到几微秒，所以高精度的时差、频差的丈量方法与超声波流量计丈量精度关系严密，例如荷兰Instroment公司采用了高速数字处理电路技能，能检测出微秒级的微小时间差，计时精度达到纳秒级。

    2 外夹式超声波流量计的选型和装置

    依据换能器的装置方法不同，超声波流量计能够分为：外夹式、管段式和刺进式。外夹式超声波流量计，是指将换能器贴在管道外侧的超声波流量计。这种装置方法是超声波流量计的三种换能器装置方法中，装置和维护最为便利的一种，但是换能器信号的发射和接纳信号通道最杂乱，有必要通过管道、（衬里）和流体介质，丈量精度也相对较低。

    选型注意事项

    外表的选型是外表使用中非常重要的作业，超声波流量计选型要特别注意搜集以下方面的信息：

    .1　根本信息

    被测流体称号；***流量、***流量；***温度、***温度；管道材料；管道内衬材料；管外径D（或管壁厚度），管内径。

    .2 防护等级挑选

    一般有IP65和IP68两种。IP65是防喷水型，在使用中能接受必定压力和出水量的水柱喷发。IP68是潜水型，能够长时间作业在水中。

    .3 丈量点的挑选

    1）丈量方位应选在探头上游大于10D和下游大于5D，充溢液体的直管段处；

    2）丈量点挑选应尽或许远离泵、阀门等设备，避免搅扰。原因同上，因要尽或许丈量平直流体，避免紊流带来的丈量误差；

    3）丈量点挑选应尽或许远离大功率电台，强磁场搅扰源等；

    4）管路管材应均匀密实，易于超声波传播；

    5）充分考虑管内结垢情况，尽或许挑选无结垢的管段进行丈量。

    装置注意事项

    1）有必要把待装置换能器的金属管道外表打磨3倍探头面积，去掉锈迹油漆，使管壁外表润滑平整，露出管道金属的原有外表并保持原有弧度；

    2）换能器的***线可悬空，但不能与正、负端短路；

    3）换能器与管道触摸部分要用耦合剂密封，防止空气、沙尘和锈迹进入；

    4）夹具应固定在换能器的中心部分，使之不易滑动。

    3 外夹式超声波流量计的发展现状

    超声波的特色之一是传播衰减大，气体吸收超声波能量的才能最强，其次是液体和固体。故单***体的超声波流量计中，外夹式气体超声波流量计在实践使用中丈量精度一般都不高。为了进步丈量的精度和信号强度，有些超声波流量计采取了多通道丈量方法，使用多通道的丈量数据依据权值核算均匀流速。还有些超声波流量计采用了宽束技能。该技能是由换能器宣布较宽频率规模的声束对管道壁进行扫描和查找，使管道变成了换能器的一部分，使声束能更大面积地掩盖被测介质的横截面。有资料显示宽束技能能够用较少的声道便可得到很高的稳定性和重复性，可测***管径能达15mm。

    4 结束语

    外夹式超声波流量计是超声波流量计使用长处的最突出代表，跟着技能的不断发展，丈量精度的不断进步，外夹式超声波流量计必将会被越来越广泛使用。因而了解并把握外夹式超声波流量计功能特色，有利于更好地使用它为工业生产和计量服务。