什么是超声流量计?

[拼音]：chaosheng liuliangji

[外文]：ultrasonic flowmeter

利用超声波在流体中传播的特性制成的测速式流量计。它的基本测量方法可分为传送时间差法、声波束偏转法和多普勒频移法三种。前两种方法属于同一原理，即声波在运动的流体中传送的合成速度是流体流速和流体中声速的向量和。其中以时间传送方法为最常用。声速偏转法无须在管壁上切槽，并且适于测量高速流体。多普勒频移方法只用一个变换器测量远距离点的流速，可用于体外测量人体深处的血液流量，也适于测量工业上的某些容易产生散射的流体。超声流量计已成功地应用于测量血液流量和河水流量。在工业上，适用于测量各种流体和中、低压气体的体积流量而不受流体电导率、粘度、密度、腐蚀性和成分的影响。它不妨碍管道中流体的流动，也不受管径大小的限制。

它采用两个声波发送器 (SA和SB)和两个声波接收器（RA和RB）。同一声源的两组声波在SA与RA之间和SB与RB之间分别传送。它们沿着管道安装的位置与管道成θ角(一般θ=45°)（图1）。由于向下游传送的声波被流体加速，而向上游传送的声波被延迟，它们之间的时间差与流速成正比。也可以发送正弦信号测量两组声波之间的相移或发送频率信号测量频率差来实现流速的测量。

它的发送器沿垂直于管道的轴线发送一束声波，由于流体流动的作用，声波束向下游偏移一段距离。偏移距离与流速成正比。

当超声波在不均匀流体中传送时，声波会产生散射。流体与发送器间有相对运动时，发送的声波信号和被流体散射后接收到的信号之间会产生多普勒频移。多普勒频移与流体流速成正比。图2中被测流体的区域位于发射波束与接收到的散射波束的交叉之处。要求波束很窄，使两波束的夹角θ不致受到波束宽度影响。也可只采用一个变换器既作为发送器又作为接收器，这种方式称为单通道式。在单通道多普勒血液流量计中，发送器间隔地发送声脉冲信号，在两个声脉冲间隔的时间中，接收从血管壁和血管内红血球反射回来的声脉冲信号。采用控制线路选择给定距离处的红血球反射信号,通过比较后得到多普勒频移,它与血液流速成正比。在已知血管横截面时可得到血液流量。

参考书目

张是勉、杨树智编著：《自动检测》,科学出版社,北京，1987。