超聲波流量計(jì)結(jié)構(gòu)：

 1．超聲波流量計(jì)的構(gòu)成
   超聲波流量計(jì)主要由流量計(jì)表體、超聲波換能器及其安裝部件和信號(hào)處理單元組成。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)插入式超聲波流量計(jì)和外夾式超聲波流量計(jì)，安裝換能器處的管道可做表體使用。插入式流量計(jì)的換能器直接與被測(cè)流體接觸，外夾式流量計(jì)的換能器緊密安裝在管道壁外。
    2．形式
    流量計(jì)按換能器安裝方式可分為插入式和外夾式兩種形式。插入式流量計(jì)根據(jù)換能器的數(shù)量不同，分為單聲道流量計(jì)，雙聲道流量計(jì)和多聲道流量計(jì)。
    流量計(jì)的輸出方式有脈沖輸出、模擬量輸出和數(shù)字通訊輸出等。超聲波流量計(jì)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)換超聲波能量，并將其發(fā)射到被測(cè)流體中，接收器接收到的超聲波信號(hào)，經(jīng)電子線路放大并轉(zhuǎn)換為代表流量的電信號(hào)供給顯示和積算儀表進(jìn)行顯示和積算，這樣就實(shí)現(xiàn)了流量的檢測(cè)和顯示。
    超聲波流量計(jì)常用壓電換能器。它利用壓電材料的壓電效應(yīng)，采用適當(dāng)?shù)陌l(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人流體中傳播，然后由接收換能器接收，并經(jīng)壓電元件變?yōu)殡娔埽员銠z測(cè)。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(jì)換能器的壓電元件常做成圓形薄片，沿厚度振動(dòng)。薄片直徑超過(guò)厚度的10倍，以保證振動(dòng)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，需把元件固定入聲道中，構(gòu)成換能器整體（又稱探頭）。
    超聲波流量計(jì)的電子線路包括發(fā)射、接收、信號(hào)處理和顯示電路。測(cè)得的瞬時(shí)流量和累積流量值用數(shù)字量或模擬量顯示。
    根據(jù)對(duì)信號(hào)檢測(cè)的原理，目前超聲波流量計(jì)大致可分傳播速度差法（包括：直接時(shí)差法、時(shí)差法、相位差法、頻差法）波束偏移法、多普勒法、相關(guān)法、空間濾波法及噪聲法等類型。其中以噪聲法原理及結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，便于測(cè)量和攜帶，價(jià)格便宜但準(zhǔn)確度較低，適于在流量測(cè)是通過(guò)測(cè)量超聲波脈沖順流和逆流傳播時(shí)速度之差來(lái)反映流體的流速的，故又統(tǒng)稱為傳播速度差法。其中頻差法和時(shí)差法克服了聲速隨流體溫度變化帶來(lái)的誤差，準(zhǔn)確度較高，所以被廣泛采用。按照換能器的配置方法不同，傳播速度差法又分為：Z法（透過(guò)法）、V法（反射法）、X法（交叉法）等。波束偏移法是利用超聲波束在流體中的傳播方向隨流體流速變化而產(chǎn)生偏移來(lái)反映流體流速的，低流速時(shí)，靈敏度很低適用性不大。多普勒法是利用聲學(xué)多普勒原理，通過(guò)測(cè)量不均勻流體中散射體散射的超聲波多普勒頻移來(lái)確定流體流量的，適用于含懸浮顆粒、氣泡等流體流量測(cè)量。相關(guān)法是利用相關(guān)技術(shù)測(cè)量流量，原理上，此法的測(cè)量準(zhǔn)確度與流體中的聲速無(wú)關(guān)，因而與流體溫度、濃度等無(wú)關(guān)，因而測(cè)量準(zhǔn)確度高，適用范圍廣。但相關(guān)器件價(jià)格貴，線路比較復(fù)雜。噪聲法（聽音法）是利用管道內(nèi)流體流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的噪聲與流體的流速有關(guān)的原理，通過(guò)檢測(cè)噪聲表示流速或流量值。其方法簡(jiǎn)單，設(shè)備價(jià)格便宜，但準(zhǔn)確度低。
    以上幾種方法各有特點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)被測(cè)流體性質(zhì)。流速分布情況、管路安裝地點(diǎn)以及對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確度的要求等因素進(jìn)行選擇。一般說(shuō)來(lái)由于工業(yè)生產(chǎn)中介質(zhì)的溫度常不能保持恒定，故多采用頻差法及時(shí)差法。只有在管徑很大時(shí)才采用直接時(shí)差法。對(duì)換能器安裝方法的選擇原則一般是：當(dāng)流體沿管軸平行流動(dòng)時(shí)，選用Z法；當(dāng)流動(dòng)方向與管軸不平行或管路安裝地點(diǎn)使換能器安裝間隔受到限制時(shí)，采用V法或X法。當(dāng)流場(chǎng)分布不均勻而表前直管段又較短時(shí)，也可采用多聲道（例如雙聲道或四聲道）來(lái)克服流速擾動(dòng)帶來(lái)的流量測(cè)量誤差。多普勒法適于測(cè)量?jī)上嗔鳎杀苊獬Ｒ?guī)儀表由懸浮?；驓馀菰斐傻亩氯⒛p、附著而不能運(yùn)行的弊病，因而得以迅速發(fā)展。隨著工業(yè)的發(fā)展及節(jié)能工作的開展，煤油混合(COM)、煤水混合(CWM)燃料的輸送和應(yīng)用以及燃料油加水助燃等節(jié)能方法的發(fā)展，都為多普勒超聲波流量計(jì)應(yīng)用開辟?gòu)V闊前景。
   再介紹一下插入式超聲波流量計(jì)的結(jié)構(gòu)及原理
　　1.插入式超聲波流量計(jì)結(jié)構(gòu)及原理
　　插入式超聲波流量計(jì)由轉(zhuǎn)化器及一對(duì)插入式傳感器組成。插入式傳感器由定位底座、球閥、傳感器芯組成。
　　原理：超聲波穿過(guò)液體時(shí)，液體對(duì)傳插時(shí)間產(chǎn)生微小影響，其傳插時(shí)間的變化與液體流速成正比。
　　2.插入式電磁流量計(jì)結(jié)構(gòu)及原理
　　插入式電磁流量計(jì)由轉(zhuǎn)化器及單個(gè)插入式傳感器組成。插入式傳感器分帶球閥和不帶球閥兩種。
　　測(cè)量原理，其工作原理基于法拉第電磁感應(yīng)定律。當(dāng)導(dǎo)電液體流進(jìn)倉(cāng)圍在磁場(chǎng)中的測(cè)量管時(shí)，在流速和磁場(chǎng)二者相垂直的方向就會(huì)產(chǎn)生與平均速度V成正比的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E。磁場(chǎng)強(qiáng)度B是一常數(shù)（由線圈電流控制）、監(jiān)測(cè)電極之間的距離也是固定的，因此液體流速V是感充電動(dòng)勢(shì)E的唯一變量，電磁流量計(jì)的輸出信號(hào)與流量成線性關(guān)系。
 

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