超声波流量计工作原理及分类和选型应用一、超声波流量计的工作原理及分类 超声波流量计是一种利用超声波脉冲来测量流体流量的速度式流量仪表，如果在现场配以温度、压力仪表，经过密度补偿，还可以求得质量流量。当超声波在流动的介质中传播的时候，相对于固定的坐标系统而言（如管道中的管壁），其声波的某些声学特性与静止介质中的声特性是不同的，在其基础上又叠加上了流体的流速信息，因而根据超声波某些声学特性随流速的变化就可以求出介质的流速。 超声波流量计根据测量原理的不同，种类较多，大致可以分为以下几类：1.传播速度法（时差法、相位差法和频差法）2.多普勒法3.相关法4.波束偏移法等。但是目前最常采用的测量方法主要有两类：时差法和多普勒效应法。 同时，根据超声波流量计使用场合不同，可以分为固定式超声波流量计和便携式超声波流量计。二、超声波流量计的选型应用 根据原理不同：1、多谱勒式超声波流量计的选型 多普勒法超声波流量计依靠水中杂质的反射来测量水的流速，因此适用于杂质含量较多的脏水和浆体，如城市污水、污泥、工厂排放液、杂质含量稳定的工厂过程液等，而且可以测量连续混入气泡的液体。但是根据测量原理，被测介质中必须含有一定数量的散射体（颗粒或气泡），否则仪表就不能正常工作。2、时差式超声波流量计的选型 目前生产最多、应用范围最广泛的是时差式超声波流量计。它主要用来测量洁净的流体流量，在自来水公司和工业用水及江河水、回用水领域，得到广泛应用。时差式超声波流量计此外可以测量杂技含量不高(杂质含量小于10g/L，粒径小于1mm)的均匀流体，如污水等介质的流量，但不能测量含有影响超声波传播的连续混入气泡或体积较大固体物的液体。在这种情况下应用，应在换能器的上游进行消气、沉淀或过滤。在悬浮颗粒含量过多或因管道条件致使超声信号严重衰减而不能测量时，有时可以试降低换能器频率，予以解决。而且精度可达 1%。实际应用表明，选用时差式超声波流量计，对相应流体的测量都可以达到满意的效果。 条件 传播时间差法 多普勒法 适用液体 水类(江河水，海水农业用水等),油类（纯净燃油，润滑油，食用油等），化学试剂，药液等 含杂质多的水(下水，污水，农业用水等)，浆类(泥浆，矿浆，纸浆化工料浆等)，油类(非净燃油，重油，原油等) 适用悬浮颗粒含量 体积含量 1%(包括气泡)时不影响测量准确度 浊度 50－100mg/L 仪表基本误差 带测量管段式 (0.5-1)%R (3-10)%FS 固体粒子含量基本不变时 (0.5-3)% 湿式大口径多声道 湿式小口径单声道 1.5%R- 3%R 夹装式(范围度20：1) 重复性误差 0.1%-0.3% 1% 信号传输电缆长度 100-300m,在能保证信号质量的前提下,可以小于100m 30m 价格 较高 一般较低 根据现场工况安装方式1、便携式超声波流量计 便携式超声波流量计具有很大的机动性，适用于临时性测量，主要用于校对管道上已安装其它流量仪表的运行状态，进行一个区域内的流体平衡测试 ，检查管道的当时流量情况等。如果不作固定安装，而用于这些用途时，选用便携式超声波流量计既方便又经济。便携式超声波流量计既可以使用现场的交流电源，也备有内置充电电池，可以连续工作5～10h［小时］，大大方便了不同场合临时性流量测量的需要。便携式超声波流量计只是为了现场查看当时流量和短时间内的累计流量，故一般无输出信号功能，但为了方便测量不同管道流量，它具有丰富的贮存功能，可以同时存贮数十条不同管道的参数，供随时调出使用2、固定式超声波流量计 固定式超声波流量计用于安装在某一固定位置，对某一特定管道内流体的流量进行长期不间断的计量；固定式超声波流量计要求长期连续运行，所以要使用220V交流电源，因定式超声波流量计，通常都有4-20mA信号输出等功能，供远传显示使用，但其内部只能存贮一条管道的参数。电池供电型超声波热量表多种供电方式单节3.6V锂电池可工作6年,采用两线制4-20mA，RS232、RS485输出式，无需电池也可正常工作测量内容丰富可循环显示累积流量、累积热量、瞬时流量、瞬时热量、供回水温度、当前温差、故障运行时间、工作状态、日期、时间等防护等级高防护等级可达到IP68，可浸入水下2米工作结构坚固测量管段采用精密铸造工艺，无泄漏，无压力损失和活动部件，十年免维护设计人性化设计磁性棒操作，内部双按键，操作方便；故障自诊断一、概述 UFT型系列超声波流量计利用了低电压、多脉冲时差原理，采用高精度和超稳定的双平衡信号差分发射、差分接收数字检测技术来测量顺流和逆流方向的声波传输时间，根据时差计算出流速。具有稳定性好、零点漂移小、测量精度高，量程比宽抗干扰性强等特点。 当超声波波束在液体中传播时，液体的流动将使传播时间产生微小变化，其传播时间的变化正比于液体的流速，零流量时，两个传感器发射和接受声波所需的时间完全相同（唯一可实际测量零流量的技术）；介质流动时，逆流方向的声波传输时间大于水流方向的声波传输时间。其关系符合下面表达式：二、仪表特点 ■高精度测量 线优度优于0.5%,重复性精度优于0.2%,测量精度优于 1.0%； ■测量范围大 选用不同型号的传感器,可实现口径DN15-DN6000mm管道流量的测量； ■防护等级高 一次表防护等级可达到IP68,可侵入水下2米工作； ■操作方便 即可有磁性带在一次表上浏览参数,还可通过二次表用中文进行参数再设定或显示； ■多重显示 一次表及信号检测与流量测量于一体,可循环显示累计流量、流速、二次表可中文显示100余项菜单 ■传输距离远、组网快捷 一次表与二次表之间采用RS-485总线通讯,采用普通电缆即可,传输距离可达1000米以上,组网速度十分方便,快捷.这种传输方式抗干扰能力强.解决了分体式超声波流量计专用电缆成本高,抗干扰能力 差,传输距离短等问题。 可选配的二次表（用于单点测量，远传显示及参数设定）RS485总线通讯（传输距离可达1000m以上）24V供电 壁挂式TUF-2000FB 用于挂墙安装 尺寸：178 165 55mm 盘装型TUF-2000FS 用于仪表盘安装 开孔尺寸：152mm 76mm 防爆型TUF-2000FD 防爆等级DⅡBT4,用于防爆场合 尺寸：285 265 90nn组网测量图 RS485总线通讯（传输举例可达1000m以上） 便携式超声波流量计一、概述 UFT型系列超声波流量计利用了低电压、多脉冲时差原理，采用高精度和超稳定的双平衡信号差分发射、差分接收数字检测技术来测量顺流和逆流方向的声波传输时间，根据时差计算出流速。具有稳定性好、零点漂移小、测量精度高，量程比宽抗干扰性强等特点。 当超声波波束在液体中传播时，液体的流动将使传播时间产生微小变化，其传播时间的变化正比于液体的流速，零流量时，两个传感器发射和接受声波所需的时间完全相同（唯一可实际测量零流量的技术）；介质流动时，逆流方向的声波传输时间大于水流方向的声波传输时间。其关系符合下面表达式：二、仪表特点 ■高精度测量 线优度优于0.5%,重复性精度优于0.2%,测量精度优于 1.0%； ■非接触式测量 将带磁性的超声波流量计传感器吸附在管道外壁,即可完成流量测量； ■测量范围大 选用不同型号的传感器,可实现口径DN15-DN6000mm管道流量的测量； ■支持中文英文菜单 不同版本的流量计,可支持中文或英文菜单,方便快捷； ■充电电源 内置大容量镍氢充电电池,可支持流量计连续工作20小时以上； ■内置打印机 即可实现即时屏幕打印,还可以定时打印提前设定的多达20余项的测量结果； ■内置数据记录器 可将提前设定的多达20余项的测量结果上传至计算机或联网通讯。标准型号型号数量 描述主机TUF-2000P1个 体积：225 180 67mm，工作温度：-20-60℃，测量精 度 1%中型传感器TM-12只 带磁性，体积：64 35 32mm，工作温度：-40-110℃， 测量范围DN50-DN1000mm超声波专用信号电缆 2根 长度：5m，用于连接超声波流量计主机和传感器电源线 1根 长度3M，用于给超声波流量计充电或使用交流电，长时 间进行调整热感打印纸 2卷 长度：30m超声波专用耦合剂 1瓶 重量：110g，用于超声波传感器和管壁间超声波信号传 播拉紧器 2根 长度：3m，最大拉力：100kg，用于非磁性管道捆绑传 感器卷尺 1个 长度：3m，用于测量管道周长或俩个探头间的安装距离说明书 1本 铝合金保护箱 1个 体积：456 335 133mm适用于野外，井下等恶劣环境 可选配的传感器型号 描述测量范围小型传感器TS-1带磁性DN15-DN100MM中型传感器TM-1带磁性DN50-DN1000MM大型传感器TL-1带磁性DN300-DN6000MM高温小型传感器HTS-1 DN15-DN100MM高温中型传感器HTM-1 DN50-DN1000MM可选配的其他硬件型号 描述测量范围超声波测厚仪TT100精确测量管道壁厚提高流量监测精度1.2-225.0mm加长信号电缆 长度10m 2适用于测量管道距离主机较远的场合加长拉紧器 长度6m 2适用管道直径超过1000mm的传感器固定热感打印纸 长度30m 线性度 0.5%重复性 0.2%准确性 示值的 1%，流速＞0.2m/s响应时间 0-999秒，使用者任选流速范围 32m/s测量口径 15-6000mm测量单位 米、英尺、立方米、升、立方英尺、美国加仑、英国加仑、油桶、 美国液体桶、英国液体桶、美国兆加仑、使用者设定单位累计器 7位、负、净累计器液体种类 各种能够传导声波的单一均匀的液体安全性 设置值的锁定，更改数据需要解锁显示 4 8中文或4 16英文通迅接口 RS-232，波特率75-57600，同时兼容富士超声波流量计，也应用户的要求兼容其它 产品传感器 标准M1型，另有其它4种可供选择传感器电缆 标准为5m 2,也可加长为10m 2电源 3节AAA内置Ni-H电池，每次充满电可持续工作12小时，AC100-240V的适配器数据记录 内置数据记录仪，可记录2000行数据手动累计器 7位，按键即可开始用于校准外壳材料 阻燃ABS外壳尺寸 200 90 30mm主机重量 500g（1.2Ibs）包括电池 便携式超声波流量计编码规则TUF-2000H1标准TS-1型2标准TM-1型3标准TL-1型举例：TUF-2000H1解释：手持式超声波流量计，标准配置 另选配标准小型传感器TS-1型 手持式超声波流量计一、概述 UFT型系列超声波流量计利用了低电压、多脉冲时差原理，采用高精度和超稳定的双平衡信号差分发射、差分接收数字检测技术来测量顺流和逆流方向的声波传输时间，根据时差计算出流速。具有稳定性好、零点漂移小、测量精度高，量程比宽抗干扰性强等特点。 当超声波波束在液体中传播时，液体的流动将使传播时间产生微小变化，其传播时间的变化正比于液体的流速，零流量时，两个传感器发射和接受声波所需的时间完全相同（唯一可实际测量零流量的技术）；介质流动时，逆流方向的声波传输时间大于水流方向的声波传输时间。其关系符合下面表达式：二、仪表特点 ■高精度测量 精度可达 1.0%,线性度0.5%,重复性精度0.2% ■体积小重量轻 体积仅为210 90 30mm,重量仅为0.5KG； ■非接触式测量 将带磁性的超声波流量计传感器吸附在管道外壁,即可完成流量测量； ■测量范围大 选用不同型号的传感器,可实现口径DN15-DN6000mm管道流量的测量； ■充电电源 内置大容量镍氢充电电池,可支持流量计连续工作20小时以上； ■打印屏幕液晶显示 可同时显示累积流量,瞬时流量,流速,工作状态等； ■内置数据记录器 内置数据记录器空间为24字节,可以存储2000行的测量数据；标准型号型号 数量描述主机TUF-2000P1个 体积：210 90 30mm，工作温度：-20-60℃，测量精 度 1%中型传感器TM-12只 带磁性，体积：64 35 32mm，工作温度：-40-110℃， 测量范围DN50-DN1000mm超声波专用信号电缆 2根 长度：5m，用于连接超声波流量计主机和传感器数据线 1根 长度1m，用于将存储在数据记录器中的测量数据导出 到计算机电源适配器 1个 长度1m，用于给手持式超声波流量计充电超声波专用耦合剂 1瓶 重量：110g，用于超声波传感器和管壁间超声波信号 传播拉紧器 2根 长度：3m，最大拉力：100kg，用于非磁性管道捆绑传 感器卷尺 1个 长度：3m，用于测量管道周长或俩个探头间的安装距离说明书 1本 铝合金保护箱 1个 体积：415 315 100mm 可选配的传感器型号 描述测量范围温度范围小型传感器TS-1带磁性DN15-DN100MM-40-110℃中型传感器TM-1带磁性DN50-DN1000MM-40-110℃大型传感器TL-1带磁性DN300-DN6000MM-40-110℃高温小型传感器HTS-1 DN15-DN100MM-40-160℃高温中型传感器HTM-1 DN50-DN1000MM-40-160℃可选配的其他硬件型号 描述测量范围温度范围超声波测厚仪TT100精确测量管道壁厚提高流量监测精度1.2-225.0mm 1%H 0.1mmH为被测物厚度加长信号电缆 长度10m 2适用于测量管道距离主机较远的场合加长拉紧器 长度6m 2适用管道直径超过1000mm的传感器固定 项目性能参数线性度 0.5%重复性 0.2%准确性 示值的 1%，流速＞0.2m/s响应时间 0-999秒，使用者任选流速范围 32m/s测量口径 15-6000mm测量单位 米、英尺、立方米、升、立方英尺、美国加仑、英国加仑、油桶、 美国液体桶、英国液体桶、美国兆加仑、使用者设定单位累计器 7位、负、净累计器液体种类 各种能够传导声波的单一均匀的液体安全性 设置值的锁定，更改数据需要解锁显示 4 8中文或4 16英文通迅接口 RS-232，波特率75-57600，同时兼容富士超声波流量计，也应用户的要求兼容其它 产品传感器 标准M1型，另有其它4种可供选择传感器电缆 标准为5m 2,也可加长为10m 2电源 3节AAA内置Ni-H电池，每次充满电可持续工作12小时，AC100-240V的适配器数据记录 内置数据记录仪，可记录2000行数据手动累计器 7位，按键即可开始用于校准外壳材料 阻燃ABS外壳尺寸 200 90 30mm主机重量 500g（1.2Ibs）包括电池 固定式超声波流量计一、概述 TUF型系列超声波流量计利用了低电压、多脉冲时差原理，采用高精度和超稳定的双平衡信号差分发射、差分接收数字检测技术来测量顺流和逆流方向的声波传输时间，根据时差计算出流速。具有稳定性好、零点漂移小、测量精度高，量程比宽抗干扰性强等特点。 当超声波波束在液体中传播时，液体的流动将使传播时间产生微小变化，其传播时间的变化正比于液体的流速，零流量时，两个传感器发射和接受声波所需的时间完全相同（唯一可实际测量零流量的技术）；介质流动时，逆流方向的声波传输时间大于水流方向的声波传输时间。其关系符合下面表达式：二、仪表特点 ■高精度测量 线优度优于0.5%,重复性精度优于0.2%,测量精度优于 1.0%； ■测量范围大 选用不同型号的传感器,可实现口径DN15-DN6000mm管道流量的测量； ■防护等级高 一次表防护等级可达到IP68,可侵入水下2米工作； ■操作方便 即可有磁性带在一次表上浏览参数,还可通过二次表用中文进行参数再设定或显示； ■多重显示 一次表及信号检测与流量测量于一体,可循环显示累计流量、流速、二次表可中文显示100余项菜单 ■传输距离远、组网快捷 一次表与二次表之间采用RS-485总线通讯,采用普通电缆即可,传输距离可达1000米以上,组网速度十分方便,快捷.这种传输方式抗干扰能力强.解决了分体式超声波流量计专用电缆成本高,抗干扰能力 差,传输距离短等问题。特点基本型功能型 外夹式 安全无需断流，无压力损失 精度 1% 安装维修方便，用户可自行安装 价格最低，与测量口径无关 适合于工况条件较好的环境TUF-2000BNBTUF-2000BNB 插入式 安全无需断流，无压力损失 精度 1% 用户需经培训后，采用专用开孔器才能自行安装 价格较高，与测量口径无关 接收信号良好，长期运行稳定，可靠TUF-2000BNCTUF-2000FNC 标准管段式 安全需断管，断流，无压力损失 精度 0.5% 安全维修需断流，用户可自行安装 测量口径越大，价格越高 精度最高，接收信号良好，长期运行稳定可靠TUF-2000BNGTUF-2000FNB 可选配传感器基本型号测量范围流体温度精度电源输入输出通信协议外夹式TS-1（小型）TUF-2000BNB1DN15-100mm-30-90℃ 1%一次表DC8-36V二次表AC220V或DC24V3路4-20mA模拟输入2路3线制PT100电阻信号输入隔离RS232/RS485输入2路隔离OCT输出1路隔离4-20mA输出（无源）METER-BUS协议MODBUS协议富士扩展协议简易水表协议TM-1（中型）TUF-2000BNB2DN50-100mmTL-1（大型）TUF-2000BNB3DN300-6000mm高温外夹式TH2-1（小型）TUF-2000BNB4DN15-100mm-30-160℃THM-1（中型）TUF-2000BNB5DN300-1000mm插入式TC-1（标准插入）TUF-2000BNC1DN80-6000mm-40-160℃TLC-2（加长插入）TUF-2000BNC2管段式标准管段式TUF-2000BNGDN15-1000mm-40-160℃ 固定式超声波流量计一、概述 UFT型系列超声波流量计利用了低电压、多脉冲时差原理，采用高精度和超稳定的双平衡信号差分发射、差分接收数字检测技术来测量顺流和逆流方向的声波传输时间，根据时差计算出流速。具有稳定性好、零点漂移小、测量精度高，量程比宽抗干扰性强等特点。 当超声波波束在液体中传播时，液体的流动将使传播时间产生微小变化，其传播时间的变化正比于液体的流速，零流量时，两个传感器发射和接受声波所需的时间完全相同（唯一可实际测量零流量的技术）；介质流动时，逆流方向的声波传输时间大于水流方向的声波传输时间。其关系符合下面表达式：二、仪表特点 ■高精度测量 线优度优于0.5%,重复性精度优于0.2%,测量精度优于 1.0%； ■测量范围大 选用不同型号的传感器,可实现口径DN15-DN6000mm管道流量的测量； ■支持中文英文菜单 不同版本的流量计,可支持中文或英文菜单,方便快捷； ■可靠性强 采用低电压,多脉冲发射电路测量精度,使用寿命及可靠性大幅提高； ■抗干扰能力强 采用双平衡信号差分发射,接受电路,有效抵御变频器,电视塔,高压线等强干扰源； ■强大的记忆功能 自动记忆前64日,前64月,前5年的累积流量,自动记忆前64次来电和断电时间和流量,自动记忆前 64日流量计的工作状态是否正常。可选配传感器基本型号测量范围流体温度精度电源输入输出通信协议外夹式TS-1（小型）TUF-2000BNB1DN15-100mm-30-90℃ 1%一次表DC8-36V二次表AC220V或DC24V3路4-20mA模拟输入2路3线制PT100电阻信号输入隔离RS232/RS485输入2路隔离OCT输出1路隔离4-20mA输出（无源）METER-BUS协议MODBUS协议富士扩展协议简易水表协议TM-1（中型）TUF-2000BNB2DN50-100mmTL-1（大型）TUF-2000BNB3DN300-6000mm高温外夹式TH2-1（小型）TUF-2000BNB4DN15-100mm-30-160℃THM-1（中型）TUF-2000BNB5DN300-1000mm插入式TC-1（标准插入）TUF-2000BNC1DN80-6000mm-40-160℃TLC-2（加长插入）TUF-2000BNC2管段式标准管段式TUF-2000BNGDN15-1000mm-40-160℃ 可选择的主机 壁挂式TUF-2000FB 用于挂墙安装 尺寸：178 165 55mm 盘装型TUF-2000FS 用于仪表盘安装 开孔尺寸：152mm 76mm 防爆型TUF-2000FD 防爆等级DⅡBT4,用于防爆场合 尺寸：285 265 90nn