為了確定流量，使用稱為流量計的特殊型別的儀表。由於流量測量的不同要求（線性/非線性，質量/體積率等），有許多不同型別的流量計。儀表根據不同的因素而有所不同，包括：他們應用的測量技術、他們監控的具體流量引數、他們可以跟蹤的流體體積，以及他們的物理屬性等等。
流量計的一些型別/類別包括：渦輪、渦流、熱質量、磁、橢圓齒輪、槳輪、科里奧利、質量流量、低流量和超聲波流量計，這是本文的重點。超聲波流量計提供了一種非侵入性、非常可靠的方法來確定流過容器的流體量，它們已在從石油和天然氣到公用事業**商的不同行業中找到應用。
在本文中，我們將研究超聲波流量計的所有內容，它們的工作原理、優點和缺點。
超聲波流量計。
顧名思義，超聲波流量計是應用廣泛的流量計之一，它是一種非侵入式裝置，通過超聲波測量流體的速度來計算流體的體積流量。它幾乎可以測量聲波可以傳播的任何流體中的流體流量。這種型別的流量計通常被認為是「混合」的，因為它可以使用都卜勒原理或傳輸時間方法來測量流量，我們將在本文後面討論這兩種原理。請注意，如果這些流量計使用都卜勒原理執行，它們也稱為都卜勒流量計。
超聲波流量計最適合需要低壓降、低維護和化學相容性的水應用。它們通常不適用於飲用水或蒸餾水，但適用於廢水應用或導電髒液體。它們與磨蝕性和腐蝕性液體一起使用，因為它們不會阻礙液體流過管道。
超聲波流量計的工作原理。
超聲波流量計使用回聲原理和不同介質中聲速的變化來測量流量。儀表通常包含兩個超聲波換能器，乙個用作發射器，另乙個用作接收器。兩個換能器可以併排安裝，也可以彼此成一定角度安裝在容器的相對兩側。發射換能器從感測器表面向流體發射聲脈衝，並由指定為接收器的換能器接收。然後估計聲脈衝從發射器傳播到接收器所花費的時間（稱為傳輸時間），並將其用於確定流速和其他引數。
對於第二種配置，發射器和接收器併排放置，發射器發射聲音脈衝，而接收器監控接收傳輸回波所需的時間。
無論感測器配置如何，通過時間差的測量都是基於以下事實：在介質流動方向上傳播的聲波比在介質流動方向上傳播的聲波移動得更快。因此，傳輸時間的差異與介質的流速成正比，這一原理用於精確測量氣體和液體的體積，也可用於匯出密度和粘度。
雖然上述兩種方法是非常常用的方法，但不同的超聲波流量計會根據液體的型別和要進行的測量使用這種方法的修改版本。下面的超聲波水表影象說明了上游和下游感測器如何與一些反射器一起放置在感測器管道內，以用於水流量計設計。還顯示了相同的實際硬體設定，並標記了兩個感測器。
使用超聲波流量感測器計算流量。
為了更清楚地了解這背後的技術細節，請考慮下圖，該圖具有第一種配置，發射器 （ta） 和接收器 （tb） 感測器以彼此相對的角度安裝；
設聲波從發射器傳播到接收器所需的時間，即在介質的流動方向上為 t a –b，以及它從接收換能器移動到發射換能器所需的時間，即逆流向 t b –a。
兩次通過時間的差異與介質的平均流速 v m成正比，即；
t b –a – t a –b = v m --公式 1
由於訊號的傳輸時間是發射換能器和接收發射器之間的距離除以聲訊號從乙個換能器傳播到另乙個換能器所需的速度，我們有。
t a –b = l / c ab + v*cosα） 公式 2
和；t b –a = l / c ba – v*cos α）公式 3
等式 2 和 3 定義了上游感測器 a 和下游感測器 b 之間的流速。在**；
v = 介質的流速，l = 聲學路徑的長度，c = 介質中的聲速，α「是超聲波從發射器傳播到接收器時與管道的角度。
假設介質中的聲速是恆定的（即流體密度、溫度等引數沒有變化），我們有；
l / 2 * cos）） t b–a – t a–b ） t b–a x t a–b ）
將平均速度乘以管道的橫截面積，我們得到流量 q 為；
q = d 3 ） 4 * sin 2α） t b–a – t a–b ） t b–a x t a–b ）
對於直徑為 d 的**超聲波流量計，管道的橫截面積是恆定的。
這些方程的實施沒有密度、溫度、壓力、聲速和其他介質/流體定義的特性等變數，展示了原因超聲波流量計的多功能性和準確性的背後。
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