14過程檢測技術(shù)及儀表-流量測量解析

專題五----流量測量概述流量是指單位時(shí)間內(nèi)流淌介質(zhì)流經(jīng)管道（或通道，統(tǒng)稱流道）中某截面的數(shù)量，也稱瞬時(shí)流量。在某一段時(shí)間內(nèi)流過的流體總和，即瞬時(shí)流量在某一段時(shí)間內(nèi)的累積值，稱為累積流量。體積流量(平均速度）單位為質(zhì)量流量單位為流量測量流量檢測方法的分類體積流量干脆法（容積法）干脆測出在單位時(shí)間內(nèi)以標(biāo)準(zhǔn)固定體積對流淌介質(zhì)連綿起伏地進(jìn)行度量，以排出流體固定容積數(shù)來計(jì)算流量。橢圓齒輪番量計(jì)腰輪番量計(jì)刮板流量計(jì)活塞式流量計(jì)等等

流量測量間接法（速度法）測量平均流速節(jié)流式流量計(jì)力學(xué)轉(zhuǎn)子流量計(jì)力學(xué)渦輪番量計(jì)力學(xué)渦街流量計(jì)力學(xué)電磁流量計(jì)電學(xué)超聲波流量計(jì)聲學(xué)熱線風(fēng)速儀熱學(xué)流量測量質(zhì)量流量干脆式：渦輪轉(zhuǎn)矩式質(zhì)量流量計(jì)科里奧利質(zhì)量流量計(jì)間接式：差壓流量計(jì)與密度計(jì)組合差壓流量計(jì)與速度流量計(jì)組合靶式流量計(jì)與速度流量計(jì)組合補(bǔ)償：用壓力、溫度補(bǔ)償流量測量容積式流量計(jì)常見的容積式流量計(jì)有：橢圓齒輪番量計(jì)、腰輪(羅茨)流量計(jì)、刮板流量計(jì)、活塞式流量計(jì)、濕式流量計(jì)及皮囊式流量計(jì)等。它是使被測流體充溢具有確定容積的空間，然后再把這部分流體從出口排出。檢測原理流量計(jì)內(nèi)部有1～2個(gè)轉(zhuǎn)子，在流入口流體壓力作用下使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)，使流體從流入口流向流出口。設(shè)轉(zhuǎn)子與流量計(jì)殼體之間的容積已知，則通過測量轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，就可得知流體流經(jīng)流量計(jì)的流量。橢圓齒輪番量計(jì)——干脆測量基本工作原理:

轉(zhuǎn)子形空腔的流體體積(4V)。在V確定的狀況下，每旋轉(zhuǎn)一周，就排出四個(gè)由橢圓齒輪與外殼圍成的半月只要測出流量計(jì)的轉(zhuǎn)速n就可以計(jì)算出被測流體的流量.容積式流量計(jì)特點(diǎn)和要求計(jì)量精度高，一般可達(dá)0.2～0.5級，有的甚至能達(dá)到0.1級;安裝直管段對計(jì)量精度影響不大，量程比一般為10:1;一般只適用于10～150mm的中小口徑;容積式流量計(jì)對被測流體的粘度變更不敏感，特殊適合于測量高粘度的流體（例如重油、樹脂等）甚至糊狀物的流量，但要求被測介質(zhì)干凈，不含固體顆粒，所以一般狀況下，流量計(jì)前要裝過濾器;由于受零件變形的影響，容積式流量計(jì)一般不宜在高溫或低溫下運(yùn)用。容積式流量計(jì)的工作特性:

容積式流量計(jì)的工作特性與流體的粘度、密度以及工作溫度、壓力等因素有關(guān)，相對來說，粘度的影響要大一些信號轉(zhuǎn)換就地顯示遠(yuǎn)傳顯示

橢圓齒輪番量計(jì)刮板流量計(jì)1、依據(jù)節(jié)流原理，當(dāng)流體流經(jīng)節(jié)流元件（阻力件）時(shí)，在節(jié)流元件兩端產(chǎn)生差壓，該差壓的大小與流量（流速）成正比。2、作為流量測量的節(jié)流元件有標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流元件和特殊節(jié)流元件，其中標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流元件有標(biāo)準(zhǔn)孔板、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴、標(biāo)準(zhǔn)文丘里管節(jié)流式流量計(jì)標(biāo)準(zhǔn)孔板節(jié)流現(xiàn)象標(biāo)準(zhǔn)孔板檢測原理設(shè)流體在水平管中沿軸線方向穩(wěn)定流淌，流體不對外作功，和外界沒有熱量交換，流體本身也沒有穩(wěn)定變更。設(shè)m＝d/D，d-孔板開孔直徑。D-管道內(nèi)經(jīng)孔板開口面積為A0，截面1、2的面積為A1、A2。收縮系數(shù)μ＝A2/A0。

標(biāo)準(zhǔn)孔板檢測原理對于不行壓縮志向流體，則依據(jù)伯努利方程有：V10V20為截面1、2管道中心流速截面1、2處平均流速與管中心的流速有如下關(guān)系：流體的連續(xù)性方程則

因?yàn)榱魇钚〗孛?的位置隨流速而變，實(shí)際取壓點(diǎn)的位置是固定的，當(dāng)用固定取壓點(diǎn)處，代替，時(shí)，需引入一個(gè)取壓系數(shù)則令，流量系數(shù)為：節(jié)流式流量計(jì)于是流體流量為：流量方程式中的流量系數(shù)а也可用流出系數(shù)C來代替，C的定義是式中漸近速度系數(shù)明顯C是實(shí)際流量系數(shù)與取μ和均為1的流量系數(shù)的比值。這樣把收縮系數(shù)和取壓系數(shù)的影響統(tǒng)一歸到一個(gè)參數(shù)流出系數(shù)C節(jié)流式流量計(jì)對于可壓縮流體，則引入一個(gè)膨脹系數(shù)ε流量方程式的探討1、流量系數(shù)а（或流出系數(shù)C）與節(jié)流元件形式（d/D）、取壓方式、Re，管道狀況等有關(guān).節(jié)流式流量計(jì)取壓方式取壓方式(即取壓點(diǎn)的位置)不同,流量系數(shù)不同，目前主要的取壓方式有：角接取壓、法蘭取壓、

取壓法節(jié)流式流量計(jì)角接取壓法環(huán)隙取壓單獨(dú)鉆孔取壓夾持環(huán)流體法蘭取壓、D-D/2取壓法

管壁粗糙度對于標(biāo)準(zhǔn)孔板的流量系數(shù)，角接取壓法是在相對平均粗糙度K/D≤0.00038的管道中測定的，法蘭取壓法和取壓法是在K/D≤0.001的管道中測定的，其中K是管道內(nèi)壁確定平均粗糙度。節(jié)流式流量計(jì)2、可膨脹系數(shù)ε對于可壓縮流體，需引入可膨脹系數(shù)ε對流量方程進(jìn)行修正。3、節(jié)流件的開孔面積與材料的熱膨脹系數(shù)λ管道和孔板的開孔直徑一般是在20℃時(shí)的值，當(dāng)溫度發(fā)生變更時(shí)，熱脹冷縮，其直徑也要變更?？装澹汗艿溃汗?jié)流式流量計(jì)4、流體密度ρ流量方程式中所用的密度是指被測介質(zhì)在節(jié)流元件前的工作狀態(tài)（溫度、壓力）下的值。實(shí)際工作時(shí)，流體的密度會流體壓力的變更而變更。因此，當(dāng)工作時(shí)實(shí)際流體密度與設(shè)計(jì)時(shí)不同時(shí)，應(yīng)進(jìn)行修正。節(jié)流式流量計(jì)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置節(jié)流裝置包括節(jié)流件、取壓裝置和符合要求的前、后直管段標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件——孔板依據(jù)國際GB2624－93規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)取壓裝置直流段孔板流量計(jì)節(jié)流式流量計(jì)節(jié)流式流量計(jì)（特點(diǎn)）結(jié)構(gòu)簡潔，工作牢靠；管徑D＝50～1000mm；量程比3：1；幾乎能測各種工況下的介質(zhì)，但不能有臟污物；標(biāo)準(zhǔn)孔板節(jié)流式流量計(jì)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的設(shè)計(jì)與計(jì)算已知管道內(nèi)徑，節(jié)流件開孔直徑，取壓方式，被測流體參數(shù)等必要條件，依據(jù)所測得的差壓值，計(jì)算被測流體的流量已知管道內(nèi)徑，被測流體參數(shù)，預(yù)料的流量范圍以及其他必要條件，要求選擇適當(dāng)?shù)牧髁繕?biāo)尺上限、差壓上限、節(jié)流裝置的形式，并確定節(jié)流件的開孔直徑節(jié)流式流量計(jì)——節(jié)流式流量計(jì)的安裝

原理總結(jié)：節(jié)流裝置引壓管差壓變送器顯示儀表/限制器流體在管道中正常流淌（v、p）節(jié)流件使流體收束，流速增大，壓力降低節(jié)流件前后出現(xiàn)“壓差”“壓差”與流量有關(guān)再接受差壓變送器，將差壓信號轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號，便于顯示及限制在各種標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)流裝置中以標(biāo)準(zhǔn)孔板的應(yīng)用最為廣泛，它具有結(jié)構(gòu)簡潔、安裝運(yùn)用便利的特點(diǎn)，適用于大流量的測量?？装宓淖畲笕秉c(diǎn)是流體流經(jīng)節(jié)流件后壓力損失較大，當(dāng)工藝管路不允許有較大的壓力損失時(shí)，一般不宜選用孔板流量計(jì)。標(biāo)準(zhǔn)噴嘴和標(biāo)準(zhǔn)文丘里管的壓力損失較小，但結(jié)構(gòu)比較困難，不易加工。雖然節(jié)流式流量計(jì)的應(yīng)用特殊廣泛，但是假如運(yùn)用不當(dāng)往往會出現(xiàn)很大的測量誤差，有時(shí)甚至高達(dá)10～20％。下面列舉一些造成測量誤差的緣由，以便在安裝運(yùn)用過程中得到充分的留意，并予以適當(dāng)?shù)慕鉀Q。節(jié)流式流量計(jì)誤差產(chǎn)生的緣由實(shí)際工況與設(shè)計(jì)要求不符，如：溫度、壓力、濕度以及相應(yīng)的流體重度、粘度、雷諾數(shù)等參數(shù)數(shù)值發(fā)生變更，則會造成較大的誤差。為了消退這種誤差，必需按新工藝重新設(shè)計(jì)計(jì)算，或加以必要的修正。節(jié)流裝置安裝不正確節(jié)流裝置安裝不正確，在安裝時(shí)，特殊要留意節(jié)流裝置的安裝方向。在運(yùn)用中，要保持節(jié)流裝置的清潔。如在節(jié)流裝置處防止有沉淀、結(jié)焦、堵塞等現(xiàn)象。節(jié)流裝置的磨損，應(yīng)留意日常檢查、修理，必要時(shí)應(yīng)換用新的孔板。導(dǎo)壓管安裝不正確，或有諸塞、滲漏現(xiàn)象。皮托管流量計(jì)

1、皮托管流量計(jì)，屬于差壓式流量計(jì)

2、皮托管工作原理

設(shè)流體在管道中流淌時(shí)流速為v0、壓力為p0，流至皮托管前段（也叫駐點(diǎn)）時(shí)流速降為0，壓力升為p1，伯努力方程為：

皮托管流量計(jì)

皮托管測量基本公式：又稱恒壓降變面積流量計(jì)，適用于中小流量。檢測原理流體在錐形管中自下而上流淌，其中的浮子（轉(zhuǎn)子）將穩(wěn)定在某一個(gè)位置轉(zhuǎn)子流量計(jì)對浮子受力分析：（浮子重力=浮力+流體阻力)A0—環(huán)狀流通面積；Af—浮力面積（最大）C—阻力系數(shù)轉(zhuǎn)子流量計(jì)對流量方程各參數(shù)的探討流量系數(shù)流量系數(shù)與錐形管的錐度，浮子的幾何形態(tài)以及被測流體的雷諾數(shù)等因素有關(guān)流體密度流量刻度與流體密度有關(guān)，出廠時(shí)流體是用在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（20℃，760mmHg）下用水和空氣進(jìn)行標(biāo)定的，若運(yùn)用的流體密度不一樣，須要進(jìn)行刻度修正轉(zhuǎn)子流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì)流量修正1、介質(zhì)為水的流量方程當(dāng)轉(zhuǎn)子流量計(jì)的轉(zhuǎn)子高度為h時(shí)，流量qv0與h的關(guān)系滿足：式中：qv0為用水標(biāo)定時(shí)的流量刻度

ρw為水的密度轉(zhuǎn)子流量計(jì)2、介質(zhì)不是水的流量方程流量qvf與h的關(guān)系滿足：qvf和ρf分別為被測介質(zhì)的實(shí)際流量和密度

轉(zhuǎn)子流量計(jì)3、假如被測介質(zhì)的粘度和水的粘度相差不大，可以近似認(rèn)為φ是常數(shù)，則它們的流量關(guān)系有：此即為液體介質(zhì)流量修正公式轉(zhuǎn)子流量計(jì)例：現(xiàn)有一只以水標(biāo)定的轉(zhuǎn)子流量計(jì)用來測量苯的流量，已知轉(zhuǎn)子的材料為不銹鋼（密度7.9g/cm3），苯的密度為0.83g/cm3，請問流量計(jì)讀數(shù)為3.6L/s時(shí)，苯的實(shí)際流量是多少？轉(zhuǎn)子流量計(jì)解：質(zhì)量流量的修正公式因此轉(zhuǎn)子流量計(jì)氣體流量測量時(shí)的修正公式溫度單位是確定溫標(biāo)，壓力為確定壓力。（P0=1.0133*105Pa，T0=273K）ρ0——空氣標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)密度（1.293kg/m3）ρf0——被測介質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)密度Pf、Tf----分別為被測時(shí)的壓力和溫度Q0——顯示流量Qf0——實(shí)際流量（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）信號轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)子流量計(jì)依據(jù)顯示方式的不同可分為兩類：干脆指示型的轉(zhuǎn)子流量計(jì)電遠(yuǎn)傳轉(zhuǎn)子流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì)的特點(diǎn)主要適用于中小管徑、較低雷諾數(shù)的中小流量的檢測；結(jié)構(gòu)簡潔，運(yùn)用便利，工作牢靠，儀表前直管段長度要求不高；基本誤差約為儀表量程的±1～2%，量程比可達(dá)10︰1；易受工作介質(zhì)密度，粘度，純凈度等影響轉(zhuǎn)子流量計(jì)渦輪番量計(jì)1．基本工作原理渦輪番量計(jì)是從葉輪番量計(jì)（水表）基礎(chǔ)上發(fā)展起來的流體沖擊渦輪葉片，使渦輪旋轉(zhuǎn)，渦輪的旋轉(zhuǎn)速度隨流量的變更而變更，通過渦輪外的磁電轉(zhuǎn)換裝置可將渦輪的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成電脈沖，轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率與流量等相關(guān)渦輪番量計(jì)圖渦輪番量計(jì)

1—葉輪2—止推片3—感應(yīng)線圈4—永久磁鋼5—外殼6—前后導(dǎo)流架渦輪番量計(jì)主要由渦輪、導(dǎo)流器、磁電感應(yīng)轉(zhuǎn)換器、放大與信號變換組成。磁電感應(yīng)轉(zhuǎn)換器是將渦輪轉(zhuǎn)換成電脈沖數(shù)，這是渦輪番量計(jì)的關(guān)鍵部分。葉輪用磁性的不銹鋼做，管道外裝上傳感器，它由磁鋼和線圈組成。當(dāng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)周期也變更檢測器中磁路的磁阻，使通過感應(yīng)線圈的磁通量隨之變更。這樣，在感應(yīng)線圈的兩端即感應(yīng)出脈沖信號。渦輪番量計(jì)渦輪番量計(jì)當(dāng)渦輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，它的運(yùn)動(dòng)方程為式中——渦輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；

—渦輪旋轉(zhuǎn)角加速度；

—推動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)的力矩，即驅(qū)動(dòng)力矩；

——阻礙渦輪旋轉(zhuǎn)的各種阻力矩。流量方程ω–渦輪角速度ξ-儀表轉(zhuǎn)換系數(shù)α-與葉輪半徑和流體性質(zhì)相關(guān)系數(shù)

渦輪番量計(jì)特點(diǎn)和要求1、流量與渦輪轉(zhuǎn)速之間成線性關(guān)系，量程比一般為1O：1；2、渦輪番量計(jì)的測量精度較高，可達(dá)到0.5級以上；3、反應(yīng)快速，可測脈動(dòng)流量；4、主要用于中小口徑的流量檢測；渦輪番量計(jì)四、渦街流量計(jì)渦街流量計(jì)也稱漩渦流量計(jì)漩渦流量計(jì)有兩種：一種是應(yīng)用自然振蕩的卡門漩渦列原理而制成的稱為卡門漩渦流量計(jì)；另一種是應(yīng)用強(qiáng)迫振蕩的漩渦旋進(jìn)原理而制成的稱為旋進(jìn)式漩渦流量計(jì)檢測原理（卡門漩渦流量計(jì)）若在流體中垂直于流向放置一個(gè)圓柱體或棱柱體，在它下游兩側(cè)就會交替出現(xiàn)漩渦，兩側(cè)漩渦的旋轉(zhuǎn)方向相反，并輪番地從柱體上分別出來，這兩排平行的非對稱的漩渦列稱為卡門渦街。漩渦發(fā)生體是漩渦流量計(jì)的核心。漩渦發(fā)生體的形態(tài)主要有圓柱形、方柱形和三角柱形，也有組合式的。漩渦頻率的檢測漩渦頻率的檢測有很多，一般與漩渦發(fā)生體形態(tài)有關(guān)熱電絲——圓柱體熱敏電阻——三角柱壓電元件——組合式超聲波檢測元件——三角柱渦街流量計(jì)的特點(diǎn)精度高0.2～1.0%。量程比100：1～20：1。幾乎不受流體性質(zhì)變更的影響結(jié)構(gòu)簡潔。頻率輸出，便于數(shù)字化測量，f與v成正比渦街和旋進(jìn)流量計(jì)檢測原理：基于電磁感應(yīng)定律當(dāng)導(dǎo)電流體（相當(dāng)于導(dǎo)體）在磁場中作垂直于磁場方向流淌而切割磁力線時(shí)，在兩電極上也會產(chǎn)生感應(yīng)電勢，其方向由右手定則推斷，其大小為：因?yàn)?，則

k是儀表常數(shù)電磁流量計(jì)電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu)磁路系統(tǒng)：直流磁場簡潔，但使管道中的導(dǎo)電液體電解、電極極化常接受溝通B＝Bmsinωt交變磁場按勵(lì)磁繞組不同主要有兩種結(jié)構(gòu)：集中繞組；分組繞組式。測量管：用不導(dǎo)磁，低導(dǎo)電率，低導(dǎo)熱率具有確定強(qiáng)度，讓被測流體通過，不銹鋼、玻璃鋼、高強(qiáng)度塑料電磁流量計(jì)電極：測量感應(yīng)電勢襯里：干脆接觸被測介質(zhì)，主要作用是增加測量管的耐磨與耐蝕性，防止感應(yīng)電勢被金屬測量管管壁短路外殼：一般用鐵磁材料制成，它是疼惜勵(lì)磁線圈的外罩，并可隔離外磁場的干擾轉(zhuǎn)換電路：流體流淌產(chǎn)生的感應(yīng)電勢特殊微弱，而且各種干擾因素的影響也很大，轉(zhuǎn)換電路的目的是將感應(yīng)電勢放大并能抑制主要的干擾信號電磁流量計(jì)電磁流量計(jì)的轉(zhuǎn)換電路主要由前置放大、差動(dòng)溝通放大、高通濾波、采樣電路和差動(dòng)直流放大等部分組成采樣電路電磁流量計(jì)信號轉(zhuǎn)換電路框圖差動(dòng)直流放大高通濾波差動(dòng)交流放大前置放大電磁流量計(jì)電磁流量計(jì)勵(lì)磁方式1.直流勵(lì)磁接受直流勵(lì)磁或永久磁鐵，使其產(chǎn)生恒定的磁場。

2.溝通勵(lì)磁

3.恒定電流方波勵(lì)磁溝通勵(lì)磁雖有較大優(yōu)越性，但溝通磁場又會帶來一系列的電磁干擾問題。過去大多數(shù)的電磁流量計(jì)都接受工頻(50Hz)電源溝通勵(lì)磁，目前大多數(shù)接受恒定電流方波勵(lì)磁，工頻溝通方式已經(jīng)很少用了。電磁流量計(jì)接受直流勵(lì)磁或永久磁鐵，使其產(chǎn)生恒定的磁場。這種直流勵(lì)磁的最大優(yōu)點(diǎn)是受溝通電磁場的干擾影響很小，因而液體中自感現(xiàn)象的影響可忽視不計(jì)。但是，直流磁場簡潔使通過測量管內(nèi)的電解質(zhì)液體被極化，導(dǎo)致正電極被負(fù)離子包圍，負(fù)電極被正離子包圍，使得電極間的內(nèi)阻增大，因而嚴(yán)峻影響儀表的正常工作。這種直流勵(lì)磁方式只適用于測量電導(dǎo)率很高而又不能電解的液態(tài)金屬的流量。電磁流量計(jì)溝通勵(lì)磁的主要優(yōu)點(diǎn)：能消退電極表面的極化作用，降低變送器的內(nèi)阻。接受溝通勵(lì)磁，輸出信號也是溝通的，放大和轉(zhuǎn)換低電平高阻抗溝通信號要比直流信號簡潔。電磁流量計(jì)的特點(diǎn)：測量導(dǎo)管中無可動(dòng)部件，壓力損失小，并可測含有雜物、懸浮物等流體的流量。只要流體導(dǎo)電，結(jié)果與流體的溫度、壓力、密度、粘度無關(guān)。量程比較寬10：1。反應(yīng)速度快，可測脈動(dòng)流量。電磁流量計(jì)電磁流量計(jì)電磁流量計(jì)主要缺點(diǎn)：⑴被測流體必需是導(dǎo)電的，不能小于水的電導(dǎo)率⑵不能測量氣體、蒸汽和石油制品等的流量⑶由于襯里材料的限制，一般運(yùn)用溫度為0～200℃；⑷因電極嵌裝在測量導(dǎo)管上的，使工作壓力限制(一般≤0.25MPa)電磁流量計(jì)電磁流量計(jì)的安裝可以水平安裝，也可以垂直安裝，但要求液體充溢管道；直管段要求：前10D，后5D以上；遠(yuǎn)離磁場；變送器前后管道有時(shí)帶有較大的雜散電流，一般要把變送器前后1～1.5m出和變送器外殼連接在一起，共同接地。

超聲波流量計(jì)（USF）

超聲波流量計(jì)是上世紀(jì)80年頭發(fā)展起來的一種流量計(jì)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)的快速發(fā)展，超聲波流量計(jì)也快速發(fā)展。目前國外USF的制造商有60家以上，主要集中在英、美、日、德。我國70年頭才有高校、探討所接觸，現(xiàn)在全國約有十幾家，年產(chǎn)量5000——7000臺。全世界USF的年銷量4萬臺左右，占封閉管道流量計(jì)的2%，銷售額占5%左右，其增長率為4%，高于流量儀表整體2.9%的增長率水平。超聲波流量計(jì)聲波在靜止流體中的傳播速度與流淌流體中的傳播速度不同。超聲波的接收和放射稱換能器，換能器既可兼作聲波的收和發(fā)，也可以分開進(jìn)行。實(shí)際應(yīng)用如下幾種形式。時(shí)差法通過測量超聲波脈沖順流和逆流時(shí)傳播的時(shí)間差來得到流體的流速。當(dāng)超聲波傳播方向與管道軸線成θ角時(shí)，可以得到流速v與時(shí)差Δt之間的關(guān)系為：存在問題：c受流體溫度影響大。

Δt數(shù)量級小，要求電子精度高，限制了測量下限。相位差法換能器放射連續(xù)超聲脈沖或者周期較長的脈沖波列，測量順流和逆流放射時(shí)所接收到信號之間的相位差避開了Δt小，較大，有利于提高測量精度但c的影響仍較大。頻率法它是通過測量順流和逆流時(shí)超聲脈沖的重復(fù)頻率來測量流量的。放射器T發(fā)出一個(gè)超聲脈沖，經(jīng)過流體由接收器R接收此信號，進(jìn)行放大后再送到放射器T產(chǎn)生其次個(gè)脈沖，這樣反復(fù)來往，其頻率為雖然Δf～v關(guān)系式中包含了c，則由τcsinθ/D《1，故與前兩種方法比較，聲速變更所產(chǎn)生的誤差影響小。特點(diǎn)：1、是一種非接觸式的流量計(jì)，因而無壓力損失，不干擾流場，能測量強(qiáng)腐蝕及含雜質(zhì)的介質(zhì)外，還可測量非導(dǎo)電介質(zhì)的流量，而且不受流體溫度、粘度、密度的影響。2、通用性好，同一臺表可測不同口徑的管道內(nèi)的介質(zhì)流量。3、安裝維護(hù)便利，在管道的外側(cè)夾裝就可測管道內(nèi)的液體流量。不須要切斷流量，不影響管道內(nèi)流體的正常流通。安裝時(shí)不須要閥、法蘭、旁通管等，安裝費(fèi)用低。4、特殊適用于大口徑管道的流量測量。由于它的上述特點(diǎn)，USF在流量測量中所占比重正日益增加。尤其在測量污水等方面的應(yīng)用很廣泛。超聲波流量計(jì)質(zhì)量流量的檢測方法主要有兩大類：干脆式、間接式干脆式：干脆測量被測流體的質(zhì)量流量，測量原理有以下幾種：1、利用能量的傳遞、轉(zhuǎn)換相關(guān)原理測量，如量熱式質(zhì)量流量計(jì)等；2、利用力和加速度相關(guān)原理測量，如科里奧利式質(zhì)量流量計(jì)。間接式：先測中間量，后推算出質(zhì)量流量，測量方法有以下幾種：1、雙通道檢測法，即測量兩個(gè)與流量有關(guān)的中間量，并對這兩個(gè)中間量作運(yùn)算處理，推出被測參數(shù)的質(zhì)量流量；2、組合法，即通過體積流量和密度的組合測出得出質(zhì)量流量；3、補(bǔ)償法，通過測量被測流體的溫度和壓力將被測流體的體積流量自動(dòng)換算成標(biāo)態(tài)下的體積流量，從而間接測出質(zhì)量流量。質(zhì)量流量計(jì)組合式質(zhì)量流量計(jì)它是在管道上串聯(lián)多個(gè)(常見的是兩個(gè))檢測元件(或儀表)，建立各自的輸出信號與流體的體積流量、密度等之間的關(guān)系，通過組合，聯(lián)立求解方程間接推導(dǎo)出流體的質(zhì)量流量組合式質(zhì)量流量計(jì)

主要的組合方式有：1.ρq2檢測器和密度計(jì)的組合方式能檢測管道中流體的流量計(jì)有節(jié)流流量計(jì)和動(dòng)壓流量計(jì)，把它們與密度計(jì)組合起來就成為能間接求出質(zhì)量流量的質(zhì)量流量計(jì)，此種形式的質(zhì)量流量計(jì)的原理如下圖所示。組合式質(zhì)量流量計(jì)組合式質(zhì)量流量計(jì)圖ρq2檢測器與密度計(jì)組合的

質(zhì)量流量計(jì)原理圖組合式質(zhì)量流量計(jì)

2.qV檢測器和密度計(jì)的組合方式能用來檢測管道中流體的體積流量qV的檢測器有容積流量計(jì)、電磁流量計(jì)、超聲波流量計(jì)、渦輪番量計(jì)等。

組合式質(zhì)量流量計(jì)圖qV檢測器和密度計(jì)組合的

質(zhì)量流量計(jì)原理圖組合式質(zhì)量流量計(jì)3.ρq2檢測器和qV檢測器的組合方式這種方式的原理圖如下圖所示，即由節(jié)流流量計(jì)那樣的ρq2檢測器和容積流量計(jì)或渦輪番量計(jì)那樣的qV檢測器組合而成。

組合式質(zhì)量流量計(jì)圖ρq2檢測器和qV

檢測器的組合質(zhì)量流量計(jì)原理干脆式質(zhì)量流量計(jì)干脆式質(zhì)量流量檢測方法有很多種:由兩個(gè)用彈簧連接的渦輪構(gòu)成的渦輪轉(zhuǎn)矩式方法；應(yīng)用麥納斯效應(yīng)的檢測方法和基于科里奧利力的檢測方法等質(zhì)量流量計(jì)科里奧利式質(zhì)量流量計(jì)科里奧利式質(zhì)量流量計(jì)（英文縮寫CMF）探討起始于上世紀(jì)50年頭，1977年，高準(zhǔn)公司