超聲波在流動的流體中傳播時就載上流體流速的信息。因此通過接收到的超聲波就可以檢測出流體的流速，從而換算成流量。根據(jù)檢測的方式，可分為傳播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪聲法及相關法等不同類型的超聲波流量計。超聲波流量計是近十幾年來隨著集成電路技術迅速發(fā)展才開始應用的一種
非接觸式儀表，適于測量不易接觸和觀察的流體以及大管徑流量。它與水位計聯(lián)動可進行敞開水流的流量測量。使用超聲波流量比不用在流體中安裝測量元件故不會改變流體的流動狀態(tài)，不產(chǎn)生附加阻力，儀表的安裝及檢修均可不影響生產(chǎn)管線運行因而是一種理想的節(jié)能型流量計。
眾所周知，工業(yè)流量測量普遍存在著大管徑、大流量測量困難的問題，這是因為一般流量計隨著測量管徑的增大會帶來制造和運輸上的困難，造價提高、能損加大、安裝不僅這些缺點，超聲波流量計均可避免。因為各類超聲波流量計均可管外安裝、非接觸測流，儀表造價基本上與被測管道口徑大小無關，而其它類型的流量計隨著口徑增加，造價大幅度增加，故口徑越大超聲波流量計比相同功能其它類型流量計的功能價格比越優(yōu)越。被認為是較好的大管徑流量測量儀表，多普勒法超聲波流量計可測雙相介質(zhì)的流量，故可用于下水道及排污水等臟污流的測量。在發(fā)電廠中，用便攜式超聲波流量計測量水輪機進水量、汽輪機循環(huán)水量等大管徑流量，比過去的皮脫管流速計方便得多。超聲被流量汁也可用于氣體測量。管徑的適用范圍從2cm到5m，從幾米寬的明渠、暗渠到500m寬的河流都可適用。
另外，超聲測量儀表的流量測量準確度幾乎不受被測流體溫度、壓力、粘度、密度等參數(shù)的影響，又可制成非接觸及便攜式測量儀表，故可解決其它類型儀表所難以測量的強腐蝕性、非導電性、放射性及易燃易爆介質(zhì)的流量測量問題。另外，鑒于非接觸測量特點，再配以合理的電子線路，一臺儀表可適應多種管徑測量和多種流量范圍測量。超聲波流量計的適應能力也是其它儀表不可比擬的。超聲波流量計具有上述一些優(yōu)點因此它越來越受到重視并且向產(chǎn)品系列化、通用化發(fā)展，現(xiàn)已制成不同聲道的標準型、高溫型、防爆型、濕式型儀表以適應不同介質(zhì)，不同場合和不同管道條件的流量測量。
超聲波流量計使用與常見問題
1、超聲波流量計探頭使用一段時間，會出現(xiàn)不定期的報警。尤其是輸送介質(zhì)雜質(zhì)較多時，這種問題會較常見。解決辦法：定期清理探頭(建議一年清理一次)。
2、超聲波流量計輸送介質(zhì)含有水等液體雜質(zhì)時，流量計引壓管容易產(chǎn)生積液，氣溫較低時會出現(xiàn)引壓管凍堵現(xiàn)象，尤其在北方地區(qū)冬季較常見。解決辦法：對引壓管進行吹掃或加電伴熱
3、超聲波流量計對管道的要求非常嚴格不能有異響否則會影響測量誤差很大
超聲波在傳播過程中，由于受介質(zhì)和介質(zhì)中雜質(zhì)的阻礙或吸收，其強度會產(chǎn)生衰減。不論是超聲波流量計還是超聲波物位計，對所接受的聲波強度都有一定要求，所以都要對各種衰減進行抑制。
4、瞬時流量波動大?
信號強度大,本身測量流體波動大.
解決方法:調(diào)整好探頭位置,提高信號強度,保證信號強度穩(wěn)定,如本身流體波動大,則位置不好,重新選點,確保前10D后5D的工況要求.
5、外夾式超聲波流量計信號低?
這個取決于儀表本身的技術含量,經(jīng)過現(xiàn)場大量的測試實例證明,像管道時間長,結(jié)垢嚴重,管徑大的問題。.
解決方法:對于管徑大、結(jié)垢嚴重、建議選用品質(zhì)好的外夾式超聲波流量計，探頭安裝處管道要打磨干凈,用耦合劑或耦合片排除探頭與工件表面之間的空氣，使超聲波能有效地傳入管道內(nèi)，保證探測面上有足夠的聲強透射率.
6、測量介質(zhì)中偶爾有氣泡產(chǎn)生,用時差法的超聲波流量計是否有影響？
今艾拓利爾AFTU-2W系列外夾式超聲波流量計有雙模式,當有氣泡時,可以自動轉(zhuǎn)入多普勒模式去測量,當氣泡消失時,會自動轉(zhuǎn)入時差法測量.
7、儀表在現(xiàn)場強干擾下無法使用？
現(xiàn)場有變頻器或高電壓電纜場強電磁干擾
建議：遠離變頻器或高電壓電纜場強電磁干擾
8、目前市場上外夾式的超聲波流量計管徑最小能測到多少?溫度最高多少？
解答：現(xiàn)在全世界只有艾拓利爾AFTU-2W系列最小管徑能測到6mm,溫度能測到550℃，像測熔鹽和導熱油這類工況，這是其他品牌流量計無法做到的。電磁流量計價格
9、怎樣選擇一款合適的超聲波流量計？
解答：管道材質(zhì)、管壁厚度及管徑；流體類型、是否含有雜質(zhì)、氣泡以及是否滿管；流體溫度，流量計類型，是便攜的還是固定在線的。
超聲波流量計使用與常見問題注意事項
1、精密功能檢查
精度等級和功能根據(jù)測量要求和使用場合選擇儀表精度等級，做到經(jīng)濟合算。比如用于貿(mào)易結(jié)算、產(chǎn)品交接和能源計量的場合，應該選擇精度等級高些，如1.0級、0.5級，或者更高等級;用于過程控制的場合，根據(jù)控制要求選擇不同精度等級;有些僅僅是檢測一下過程流量，無需做精確控制和計量的場合，可以選擇精度等級稍低的，如1.5級、2.5級，甚至4.0級，這時可以選用價格低廉的插入式超聲波流量計。
2、可測量的介質(zhì)
測量介質(zhì)流速、儀表量程與口徑測量一般的介質(zhì)時，超聲波流量計的滿度流量可以在測量介質(zhì)流速0.5—12m/s范圍內(nèi)選用，范圍比較寬。選擇儀表規(guī)格(口徑)不一定與工藝管道相同，應視測量流量范圍是否在流速范圍內(nèi)確定，即當管道流速偏低，不能滿足流量儀表要求時或者在此流速下測量準確度不能保證時，需要縮小儀表口徑，從而提高管內(nèi)流速，得到滿意測量結(jié)果。
以上就是一些對超聲波流量計使用與常見問題的淺薄看法，希望對您的使用有所幫助。
安裝超聲波流量計，增加流量信號后，可以利用瞬時流量的對比區(qū)分管道泄漏與管道正常工況的變化：當管道發(fā)生泄漏時，管道上游端瞬時流量上升、壓力下降，管道泄漏端瞬時流量下降、壓力下降；管道正常工況變化時，管道上下、游端流量、壓力同時上升或下降。利用這一特點，可以準確區(qū)分管道是否發(fā)生泄漏。
1、當管道首末端安裝流量計后，可以采用實時模型法判斷和定位泄漏。實時模型法認為流體輸送管道是一個復雜的水力與熱力系統(tǒng)，根據(jù)瞬變流的水力模型和熱力模型及沿程摩阻的達西公式建立起管道的實時模型，以測量的壓力、流量等參數(shù)作為邊界條件，由模型估計管道內(nèi)的壓力、流量等參數(shù)值，估計值與實測值比較，當偏差大于給定值時，即認為發(fā)生了泄漏。
2、管道首末端安裝流量計，為需要流量計提供累計流量、瞬時流量等參數(shù)。
3、采用管道首末端流量計提供的累計流量值，可以根據(jù)質(zhì)量平衡法判斷管道是否發(fā)生泄漏，進行流量對比的時間段可以改變，以發(fā)現(xiàn)較小的泄漏。
4、采用流量平衡法，需要同時測量流體的溫度，以便對流量數(shù)據(jù)進行修正。流量平衡法可以彌補這種缺點，它也是判斷管道是否發(fā)生泄漏的一種常用方法，這種方法依靠質(zhì)量守恒定律，沒有泄漏時進入管道的質(zhì)量流量和流出管道的質(zhì)量流量是相等的。如果進入流量大于流出流量，就可以判斷出管道中間有泄漏點。對于加熱輸送的管道，還需計算沿程溫降對流體密度和體積的影響。這意味著“進多少出多少”的簡單系統(tǒng)在某些應用中是不夠完善的，為此質(zhì)量/流量平衡法檢測管道泄漏的故障方法需要配合其它方法聯(lián)合使用。
5、采用管道首末端流量計提供的瞬時流量值，可以根據(jù)瞬時流量的變化，準確判斷管道是否發(fā)生泄漏，排除正常的工況變化。
6、可以建立管道的實時模型，根據(jù)實時模型法判斷是否發(fā)生泄漏以及確定泄漏發(fā)生的位置。
7、可以采用多種方法判斷泄漏和定位泄漏。利用流量校核幫助判斷管道是否發(fā)生泄漏。
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、信號數(shù)字化處理技術及糾錯技術，使流量儀表更能適應工業(yè)現(xiàn)場的環(huán)境，計量更方便、經(jīng)濟、準確。產(chǎn)品達到國內(nèi)外先進水平，可廣泛應用于石油、化工、冶金、電力、給排水等領域。
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確度為1%，則對聲速的測量準確度需為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迅速發(fā)展的前題下才能得到實際應用的原因。
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，需把元件放入聲楔中，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。
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