超聲波流量計測量原理：
當超聲波束在液體中傳播時，液體的流動將使傳播時間產(chǎn)生微小變化，并且其傳播時間的變化正比于液體的流速，其關系符合下列表達式
其中
θ為聲束與液體流動方向的夾角
M 為聲束在液體的直線傳播次數(shù)
D 為管道內(nèi)徑
Tup 為聲束在正方向上的傳播時間
Tdown為聲束在逆方向上的傳播時間
ΔT=Tup –Tdown
設靜止流體中的聲速為c，流體流動的速度為u，傳播距離為L，當聲波與流體流動方向一致時（即順流方向），其傳播速度為c+u；反之，傳播速度為c-u.在相距為L的兩處分別放置兩組超聲波發(fā)生器和接收器（T1,R1）和（T2,R2）。當T1順方向，T2逆方向發(fā)射超聲波時，超聲波分別到達接收器R1和R2所需要的時間為t1和t2,則
t1=L/(c+u)； t2=L/(c-u)
由于在工業(yè)管道中，流體的流速比聲速小的多，即c>>u,因此兩者的時間差為 ▽t=t2-t1=2Lu/cc 由此可知，當聲波在流體中的傳播速度c已知時，只要測出時間差▽t即可求出流速u，進而可求出流量Q。利用這個原理進行流量測量的方法稱為時差法。此外還可用相差法、頻差法等。
相差法
如果超聲波發(fā)射器發(fā)射連續(xù)超聲脈沖或周期較長的脈沖列，則在順流和逆流發(fā)射時所接收到的信號之間便要產(chǎn)生相位差▽O,即▽O=w▽t=2wLu/cc
式中，w為超聲波角頻率。當測得▽O時即可求出u,進而求得流量Q。此法用測量相位差▽O代替了測量微小的時差▽t，有利于提高測量精度。但存在者聲速c對測量結果的影響。
頻差法
為了消除聲速c的影響，常采用頻差法。由前可知，上、下游接收器接受到的超聲波的頻率之差為▽f可用下式表示 ▽f=[（c+u）/L]-[(c-u)/L]=2u/L
由此可知，只要測得▽f就可求得流量Q，并且此法與聲速無關。超聲波技術及其應用一、沒測量水位概況水電站多采用浮子式液位計或投入式液位計來進行水位測量。其缺點為：測量精度低，不可靠，經(jīng)常出現(xiàn)浮子卡死不動和傳感器堵塞導致測不準；維護工作量大，安裝、調(diào)試不便，采集到的僅是模擬告警信號，不能直接進入電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)。對無人值班電廠不實用。通過對攔污柵水位測量系統(tǒng)進行了反復對比，優(yōu)化得出最后的方案設計，采用超聲波液位計對柵前、柵后水位進行實時準確監(jiān)測，超聲波液位計用PLC對采集量進行處理。并且把實時水位和壓差數(shù)據(jù)送到中控室，超聲波液位計顯示和越限報警。超聲波液位計同時采用RS422/RS232接口，又把實時數(shù)據(jù)送到大壩集中控制室工控機，處理成計算機通信報文，最終將采集量送到電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)上位機。
該項目實施后不僅滿足欄污柵柵前、柵后水位及壓差的多點實時監(jiān)測，及報警功能，而且結束了攔污柵測量系統(tǒng)獨立工作，無法與電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)通訊的局面。實現(xiàn)與閘門系統(tǒng)的監(jiān)視功能、控制功能以及故障時ON-CALL尋呼系統(tǒng)功能的集成。滿足了無人值班電站的需要。該技術在云南省電力系統(tǒng)還是。
超聲波液位計測量水位的原理以及安裝要求超聲波液位計工作時，高頻脈沖聲波由換能器（探頭）發(fā)出，遇被測物體（水面）表面被反射，折回的反射回波被同一換能器（探頭）接收，轉(zhuǎn)換成電信號。脈沖發(fā)送和接收之間的時間（聲波的運動時間）與換能器到物體表面的距離成正比，聲波傳輸?shù)木嚯xS和聲速C和傳輸時間T之間的關系可以用公式表示：S= CⅩT/2
例如：聲速C=344m/s，傳輸時間為50ms，即可算出傳輸?shù)木嚯x為17.2m，測定距離為8.6m。
三．可編程超聲波式攔污柵水位測量系統(tǒng)在田壩電站應用產(chǎn)生的效果
用超聲波液位計測量大壩水位在當今國內(nèi)尚不普遍，技術上尚無經(jīng)驗可以借鑒。在這樣的情況下，我們充分利用PLC與超聲波液位計這一領域的*技術，按照總體規(guī)劃，長遠考慮，一次到位，避免重復改造，重復投資的這一原則，對該項目進行自行設計，全面順利地完成了這一課題。在該領域取得了較有價值的經(jīng)驗。為目前我國國內(nèi)水電站實現(xiàn)對大壩水位監(jiān)測系統(tǒng)提供了一個可以借鑒的范例。
特點
◆*的信號數(shù)字化處理技術，使儀表測量信號更穩(wěn)定、抗*力強、計量更準確。
◆無機械傳動部件不容易損壞，免維護，壽命長。
◆電路更優(yōu)化、集成度高；功耗低、可靠性高。
◆智能化標準信號輸出，人機界面友好、多種二次信號輸出，供您任意選擇。
◆管段式小管徑測量經(jīng)濟又方便，測量精度高。
超聲波流量計常用壓電換能器。它利用壓電材料的壓電效應，采用適出的發(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)生超聲波振動。超聲波以某一角度射入流體中傳播，然后由接收換能器接收，并經(jīng)壓電元件變?yōu)殡娔?，以便檢測。發(fā)射換能器利用壓電元件的逆壓電效應，而接收換能器則是利用壓電效應。
外夾式超聲波流量計AFTU-2W的技術參數(shù)如下：
安裝方式：掛墻式
流速范圍：0~5m/s
準確度：測量值的±1%
重復性：0.2%
鍵盤：16（4×4）輕觸按鍵
顯示屏：20×2點陣字符背光液晶顯示
電源：10~36VDC/1Amax
外殼材質(zhì)：PC/ABS塑料
防護等級：IP65
環(huán)境溫度：-10℃~+50℃
輸出：頻率輸出0-5kHz，OCT方式：4-20mA輸出
通訊：RS-485通訊接口，支持Modbus協(xié)議
特點：
可做非接觸式測量
無流動阻撓測量,無壓力損失
可測量非導電性液體
適用口徑: DN6-DN6500適用溫度: -30 to 400℃ (適用防爆區(qū)).測厚探頭（可選）測量范圍: (1.0 - 200) mm分辨率: 0.01 mm線性度: 0.1 mm標準型: -20℃ to +60℃高溫型: 0℃ to +200℃短時間可達+540℃應用領域
量程比寬，用途廣泛
多種功能主機，攜帶方便
應用領域：
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序號 | 主要應用領域 | 檢測項目 | 應用儀表 |
1 | 環(huán)保 | 市政污水測量 | 多普勒超聲波流量計 非滿管超聲波流量計 |
工廠污水排放監(jiān)測 | 多普勒超聲波流量計 非滿管超聲波流量計 | | |
2 | 油田 | 原油生產(chǎn)流量測量 | 多普勒超聲波流量計 |
固井泥漿流量測量 | 多普勒超聲波流量計 | | |
油田含油污水流量測量 | 多普勒超聲波流量計 非滿管超聲波流量計 | | |
油井注水量流量測量 | 時差式超聲波流量計 | | |
3 | 水務公司 | 江、河、水庫原水測量 | 時差式超聲波流量計 |
自來水流量測量 | 時差式超聲波流量計 | | |
4 | 石油化工 | 石化產(chǎn)品工藝流檢測 | 時差式超聲波流量計 |
工業(yè)循環(huán)水流量測量 | 時差式超聲波流量計 多普勒超聲波流量計 | | |
5 | 冶金 | 工業(yè)循環(huán)水流量測量 | 時差式超聲波流量計 多普勒超聲波流量計 |
生產(chǎn)過程耗水量測量 | 時差式超聲波流量計 | | |
選礦礦漿流量測量 | 多普勒超聲波流量計 | | |
6 | 礦山 | 礦井排水流量測量 | 多普勒超聲波流量計 |
選礦礦漿流量測量 | 多普勒超聲波流量計 | | |
7 | 鋁廠 | 生產(chǎn)過程耗水量測量 | 時差式超聲波流量計 |
鋁酸鈉等工藝流流量測控 | 多普勒超聲波流量計 | | |
8 | 造紙 | 紙漿流量測量 | 多普勒超聲波流量計 |
生產(chǎn)過程耗水量測量 | 時差式超聲波流量計 | | |
9 | 制藥廠 | 化學藥品流量測量 | 時差式超聲波流量計 多普勒超聲波流量計 |
生產(chǎn)過程耗水量測量 | 時差式超聲波流量計 | | |
10 | 發(fā)電廠、熱電廠 | 生產(chǎn)過程耗水量測量 | 時差式超聲波流量計 |
冷卻循環(huán)水流量測量 | 時差式超聲波流量計 | | |
發(fā)電機組線圈冷卻水流量測量 | 時差式超聲波流量計 （超小管徑） | | |
11 | 食品 | 果汁流量測量 | 多普勒超聲波流量計 |
奶液流量測量 | 多普勒超聲波流量計 | |
外型尺寸：
|
內(nèi)徑（mm） DN | 安裝長度（mm） L | 法蘭尺寸（mm） | 重 量 （Kg） | 額定壓力 （MPa） | | |
D | Do | N×A | | | | |
300 | 412 | 485 | 1.0
| 12×26 | 1.1
| 1.6
|
350 | 447 | 535 | 1.0
| 12×30 | 1.9
| |
400 | 481 | 600 | 1.0
| 16×30 | 102 | |
450 | 516 | 635 | 1.0
| 16×33 | 114 | |
500 | 552 | 700 | 1.0
| 20×33 | 148 | |
600 | 621 | 815 | 1.5
| 20×36 | 212 | |
700 | 692 | 915 | 850 | 24×36 | 336 | 1.0
|
800 | 759 | 1046 | 970 | 24×40 | 500 | |
1000 | 894 | 1288 | 1200 | 28×44 | 821 | |
1200 | 1030 | 1522 | 1434 | 32×44 | 1303 | |
1400 | 1164 | 1778 | 1670 | 32×48 | 1914 | |
1600 | 1298 | 1982 | 1874 | 36×48 | 2442 | |
1800 | 1432 | 2236 | 2114 | 36×52 | 3411 | |
2000 | 1566 | 2446 | 2324 | 40×52 | 4262 |
