外夾式超聲波流量計在測量時管道感應器怎么安裝、在生產(chǎn)中的實際應用
外夾式超聲波流量計，是使用超聲波在橫向穿過流動的液體時，在其順流和逆流介質(zhì)中，其超聲波的速度有差異而形成速度差（時間差）。時差法超聲波流量計就是使用該原理對流體的流速和流量進行測量的。具體方法如下：在固定長度L的間隔內(nèi)，分別放置一個發(fā)射超聲波的換能器（俗稱超聲波探頭）和一個接納超聲波的換能器。發(fā)射超聲波的換能器一般采用石英等材料制成的壓電元件作為換能器。發(fā)射超聲波時是使用負壓電效應，即使用高頻電脈沖的效果，使壓電晶體高頻振動，從而發(fā)出脈沖改變的高頻壓力波（即超聲波）。接納換能器裝在管道對面，它則使用正壓電效應，將高頻壓力波又轉(zhuǎn)換成高頻的電脈沖信號。能夠輪流替換地使用同一個換能器及發(fā)射高頻、短時的脈沖壓力波，又用來接納對面換能器發(fā)來的脈沖壓力波。能夠用一組換能器兼做超聲波的收、發(fā)用。（如圖所示），則對于順流和逆流有：
時差式測量原理圖
逆流傳達時間t1=L/(C-Vcosθ)，
順流傳達時間t2=L/(C+Vcosθ)
傳達的時間差值為：△T=t1-t2=L/(C-Vcosθ)-L/(C+Vcosθ)
由于液體流速V在每秒數(shù)米以下，而流體中聲速C約15OOm/s，C2??V2，
所以：△T=2VLcosθ/C2
即：V=C2△T/（2Lcosθ）(1)
式中：
C為靜止流體中的聲速，m/s；
V為流體速度；
L為探頭之間的間隔，m；
θ為速度矢量和探頭取向間所形成的角度。
從式(1)能夠看出，從發(fā)生器發(fā)的超聲波傳到接納器的速度改變與管路內(nèi)的流體流速成正比。拒此把管道參數(shù)置入儀器，采集數(shù)據(jù)經(jīng)變換器變換即得到瞬時流量，并得累計流量。
瞬時流量為：
Q=450πLC2△Tsinθtanθ（m3/h）
三、超聲波流量計的特點
探頭可裝在被測管道的外壁，實現(xiàn)非接觸式測量，即不干擾流場，又不受流場參數(shù)影響。其輸出與流量基本成線性關系，精度一般可達1%，價格不隨管道直徑的增大而增加，特別適合大口徑管道和混有雜質(zhì)或腐蝕性液體的測量和技術改造。
