超声波时差法流量计测流的工作原理

超声波时差法流量计是一种常用的非接触式流量测量仪器，它利用超声波的传播时间差来测量流体的流速和流量。其工作原理基于多普勒效应和声速传播的特性。根据对信号检测的原理，超声流量计可分为传播速度差法(直接时差法、时差法、相位差法和频差法)、波束偏移法、多普勒法、互相关法、空间滤法及噪声法等。

1、时差法:测量顺逆传播时传播速度不同引起的时差计算被测流体速度。采用两个声波发送器(SA和SB)和两个声波接收器(RA和RB)。同一声源的两组声波在SA与RA之间和SB与RB之间分别传送。

2、相位差法:测量顺逆传播时传播时由于时差引起的相位差计算速度。发送器沿垂直于管道的轴线发送一束声波，由于流体流动的作用，声波束向下游偏移一段距离。偏移距离与流速成正比。

3、频差法:测量顺逆传播时传播时的声环频率差。当超声波在不均匀流体中传送时，声波会产生散射。流体与发送器间有相对运动时，发送的声波信号和被流体散射后接收到的信号之间会产生多普勒频移。

超声波时差法流量计由两个超声波传感器组成，一个作为发射器，另一个作为接收器。发射器和接收器之间的距离固定，通常沿着管道的轴线安装。当流体通过管道时，发射器向流体发射超声波脉冲，这些脉冲在流体中传播并被接收器接收。在无流动状态下，超声波的传播时间是恒定的，因为声速在静态流体中是恒定的。然而，当流体流动时，超声波在传播过程中会遇到流动阻力，导致传播时间的变化。根据多普勒效应，流体流动造成了超声波频率的变化，从而影响到传播时间。

超声波时差法流量计通过测量超声波的传播时间差来计算流体的流速和流量。当超声波脉冲从发射器发射后，会在静态流体中以固定速度传播，然后在流体中遇到流动阻力而减速。接收器接收到超声波脉冲后，会记录下传播时间差。根据声速和传播时间差，可以计算出流体的流速。通过测量管道的截面积，可以通过终端机进一步计算出流体的流量。流量计通常还会采用其他传感器，如温度传感器和压力传感器，来提供更准确的流量测量结果。