随着微电脑及电子技能的行进，对超声波信号发射、捕获及处置技术日臻完善，工业测量中的超声波和超声波物位计已经广泛应用，收到广大生产用户的好评。我们有必要去了解一下超声波流量计在生产运行中的物理特征。

超声波流量计技能所具有的声学特征早已为人们所老到。然则，把超声波技能运用到工业测量中，则是近几年来，随着微电脑及电子技能的行进，对超声波信号发射、捕获及处置手法的日益xx才得以实现的。面前，超声波物位计和超声波流量计已在山西铝厂被多数愚弄。超声波是指频率抢先２０ｋＨｚ的声波。为了余盈老到超声波流量计，有必要理解超声波的特征。

声速特征
超声波没关系在固体、液体温柔体中以分别的速度赓续撒布，其速度受介质温度、压力等因素的影响，但在不异外部环境下，超声波在兼并介质中的撒布速度是一常数。这是所有超声仪表赓续测量的基础。

反射特征
超声波流量计从一种介质进入另一种介质时，由于两种介质密度分别，因而在两种介质分界面，其偏向撒布会活命转嫁：其中一平常折射入另一种介质，另一平常被反射纪念。
当超声波以气体撒布到固体或液体时，由于两种介质密度相差悬殊，声波几乎通盘被反射，超声波物位计余赢利用了这一特征。
当超声波以固体撒布到液体（或反过来）时，声波因为撒布的介质密度左近而几乎通盘折射，超声波流量计则利用了这一特征。

衰减特征
超声波流量计在撒布进程中，由于受介质和介质中杂质的窒塞或吸收，其强度会产徒衰减。不论是超声波流量计已经超声波物位计，对所接管的声波强度都有必然仰求，所以都要对各种衰减赓续经管。

超声波流量计及其应用概况

两类超声波流量计
面前应用于工业测量的超声波流量计重要有两类，即多谱勒式超声波流量计和时差式超声波流量计。它们都选择了前锋高精技能来处置超声波信号，都应用了超声波的相干声学特征，但其事务原理及应用处所等方面仍有很大分别。

两类超声波流量计测量原理
表１为了精准选型和合理愚弄超声波流量计，并且对事实应用中炫夸的问题赓续阐发、归纳和解决，须要理解两类仪表的事务原理。

多谱勒超声波流量计
两个探头对称地装在待测流体管路两侧。
发射探头发射频率为ｆ１的超声波信号，驰过管道内液体中的悬浮颗粒或气泡后，频率活命偏移，以ｆ２的频率反射到汲取探头，这就是多谱勒效应，ｆ２与ｆｌ之差即为多谱勒频移ｆｄ。设流体流速为ｖ，超声波声速为ｃ，多谱勒频移ｆｄ正比于流体流速ｖ：即：ｆｄ＝ｆ２－ｆ１＝×ｖ所以流体流速：ｖ＝×ｆｄ当管道条件、探头装配地位、发射频率、声速笃信自此，ｃ、ｆ１、θ即为常数，流体流速和多谱勒频移成正比，宁愿测量频移就可乞求流体流速，进而求得流体流量。

时差式超声波流量计
时差式超声波流量计的两个探头装在待测流体管道的上游和庸常，对于小口径管道，装在管道一侧，为Ｖ方法，对于大口径管道（直径大于２００ｍｍ）则装在两侧，为Ｚ方法。

两个探头（即换能器）都没关系发射和汲取超声波信号。由于液体流速的作用，从上游侧探头发向庸常的声速将上升；反之减小。两者撒布的时候差直接与流体流速成正比，宁愿对时候差的检测即可计算出液压体流速，进而求得流量。

超声波流量计在山西铝厂应用概况
面前，山西铝厂对上述两类超声波流量计都有现场愚弄。依据事实情形，氧化铝坐褥工艺中，料浆、****、洗液等合适愚弄多谱勒式超声波流量计，如拜尔法工艺上溶出洗液的测量就愚弄了该仪表，而对清水的测量则合适愚弄时差式超声波流量计。

愚弄成果看，前者运行不太从容，成果不太幻想，而后者则已达到了令人顺心的结果。依据我们阐发，一方面，愚弄多谱勒式增产波流量计所测管道的介质多为滋养、高温等流体，特征各不不异，而且久长流动导致管壁结垢，影响超声波的正常穿透和撒布；另一方面，从已掌握的材料看，时差技能比多谱勒技能更成归天、更坚硬。

超声波物位计及其应用
超声波物位计，行动一种成归天的物位测量仪表，没关系测量固体、液体的料位，已在山西铝厂二期坐褥工艺中多数愚弄。面前，解冻、沉降、二期等分等工艺现场巨额愚弄了德国Ｅ＋Ｈ公司坐褥的超声波物位计。重要有ＦＭＵ６７１、ＦＭＵ４２１和ＦＭＵ２３１等系列产品，探头则有ＤＵ３３、ＤＵ４２等型号，其实在愚弄步骤、操作式样各不不异，但它们的根底原理、编制构造、功效及重要处信托号方法却不定不异。本文重点以山西铝厂８车间沉降槽上愚弄的ＦＭＵ４２１（ＤＵ４２探头）为例，来介绍超声波物位计的现场愚弄及其相干内容。

超声波物位计的测量原理
超声波物位计运用了超声波的声学特征，即在必然条件下超声波在空气中的撒布速度是必然的，所以宁愿测量超声波从探头撒布至料位体面并返回到探头所用的时候，来计算探头到料位的间隔，再用槽子的总高减去这个间隔即可得事实料位，如图３所示。

即：Ｌ＝Ｈ－ｈ＝Ｈ－ＣＴ／２＝Ｈ－（Ｃｏ＋ａｔ）Ｔ２
其中：Ｈ为零料位到探头的间隔，ｍ；
ｈ为料位体面到探头的间隔，ｍ；
Ｔ为时候，ｓ；
Ｃ。为０℃时超声波在空气中的撒布速度，ｍｓ；
α为超声波速度的温度系数，ｍ℃；
ｔ为温度度，℃。
超声波物位计的核心部件是测量探头、微处置器，信号的发送、汲取和处置就是宁愿这两者来完成的。

超声波物位计的应用概况
在现场事实运用超声波物位计时，会有各种因素对其从容、坚硬的测量产徒影响，下面我们将联合事实，讲述各种扰攘对超声波物位计选用、愚弄、装配的影响。

介质及环境温度的影响
超声波从物料体面反射时，其反射频率会受到物料温度的影响而活命变更，为了补偿这一变更，超声波探头内装有温度传感器，当探头向处置器发送反射信号的同时，也把温度信号送到微处置器，处置器将主动补偿由于温度对料位测量的影响。
此外，为了庇护探头的坚硬事务，仰求环境温度不抢先６０℃。

搅拌器对物位计测量的影响
要是物料容器内装搅拌器，它同样会反射超声波信号，xxx反射回波，并被传送到微处置器。微处置器将依据统计学原理处置真假面具回波，所以仰求超声波从物料体面反射的回波应至少为从搅拌器臂反射的回波的３倍。允洽降下搅拌器的转速，或将探头偏离搅拌主题，都没关系实用xx搅拌器产徒的假面反射对料位测量的影响。

超声波物位计测量料位的极限值

{zg}料位
当一束超声波脉冲向物料体面传送进程中，若收到从物料体面来的反射波，将无法赓续测量，这段间隔就是盲区。物料{zg}料位不得高于盲区。

{zd1}料位
{zd1}料位也就是使超声波能达到的间隔传感器的最远间隔，并且使反射回波能被传感器汲取。由于超声波在撒布进程中的衰减以及物料体留意声波的吸收，这一撒布间隔对物料本质仰仗性很强，对于ＤＵ３３来说，可测液体领域为２５ｍ，固体领域为１５ｍ。总之，只要仪表选型、装配允洽，超声波物位计的应用成果已经对照顺心的。

超声波流量计是前锋科学技能在工业测量中的实在运用，是高新电子技能与声学原理相联合的产物。比起向例仪表，它们的智能化更高，应用的技能更先进，也给用户带来更自若便。