超声波流量计

超声波流量计是一种利用超声波在流体中传播时的速度差或相位差来测量流量的仪表。它无需直接接触被测流体，属于非侵入式测量技术，适用于多种复杂工况。以下是其详细介绍：

一、超声波流量计核心原理与分类

1. 基本原理

超声波在流体中传播时，会受到流体流动的影响而产生速度变化。通过测量超声波顺流和逆流传播的时间差、频率差或相位差，可计算出流体的平均速度，进而求得流量。

2. 主要类型

二、超声波流量计关键组成与安装

1. 硬件组成

• 传感器（探头）：发射和接收超声波信号，分为外夹式、插入式、管段式三种安装方式。

• 外夹式：无需开孔，贴于管道外壁，适用于不易停机的管道（如饮用水管）。

• 插入式：需在管道上开孔安装，接触流体，精度较高。

• 管段式：集成于管道短节中，需截断管道安装，适用于新建管道。

• 转换器：处理传感器信号，计算流量并显示 / 输出数据，支持 LCD 显示、4-20mA 模拟信号、RS485 数字通信等功能。

2. 安装要点

• 管道条件：

• 选择直管段，上游≥10 倍管径，下游≥5 倍管径，避免涡流影响测量精度。

• 管道内壁需光滑，无结垢、锈蚀或突出物（尤其对时差式传感器影响显著）。

• 传感器布置：

• V 型安装：适用于小管径（DN25~DN200），两探头呈 V 型对角布置。

• Z 型安装：适用于大管径（DN200 以上），两探头沿管道轴向前后布置，减少信号衰减。

• 环境要求：避开强电磁干扰（如电机、变频器）、高温（通常探头耐温≤80℃，需高温探头时≤150℃）和振动区域。

三、超声波流量计典型应用场景

1. 水务行业

• 自来水管道流量监测、污水处理厂进出水计量、中水回用系统。

• 外夹式传感器适用于老旧管网改造，无需停水施工。

2. 石油化工

• 测量腐蚀性介质（如硫酸、烧碱）、高温油品（需高温探头）。

• 原油输送管道的实时流量监控，配合 SCADA 系统实现远程管理。

3. 冶金与采矿

• 矿浆、矿粉悬浮液的流量测量（多普勒式）。

• 冷却水循环系统的非接触式监测，避免探头腐蚀。

4. HVAC（暖通空调）

• 空调冷冻水、热水管道的流量测量，用于能耗分析和计费。

5. 科研与医疗

• 实验室微流量测量（如生物反应器中的液体流速）。

• 医疗设备中血液、药液的非接触式监测（需食品级探头材质）。