流量计中的超声波流量计！OKANO冈野

什么是超声波流量计？

超声波流量计

超声波流量计是利用超声波引起的声振动的流量计，具有无需接触被测物体即可进行测量的特点。

有两种方法，传播时间差法和多普勒法。超声波流量计结构简单，管道内无障碍物，无压力损失。具有故障少、测量范围宽、不受流体密度和粘度影响、测量精度高等特点。

另外，超声波流量计是一种外夹式装置，可以固定在管道外部测量腐蚀性流体，而不会腐蚀传感器。

超声波流量计用于测量管道中移动的气体、液体和固体的流量。具体来说，它经常用于控制水处理设施和工厂中的流体流量。

超声波流量计中，如果混有固体或气泡，传播时间差法就无法保证测量精度。因此，它被用来测量高纯度流体，例如控制半导体工厂中化学品的流量。另一方面，多普勒方法利用流体中的固体物质或气泡来测量流量，因此用于测量悬浮流体的流量，例如污泥和废水。

超声波流量计是一种可以使用传播时间差法或多普勒法在管道上安装和拆卸的夹装装置，并且具有从管道外部发射和接收超声波的结构。因此，管道内没有障碍物，没有压力损失，结构简单不易发生故障，并且不受流体密度或粘度的影响。另外，由于无需在配管内部配置传感器等部件，因此可以在不腐蚀部件的情况下测量腐蚀性流体。

超声波流量计有两种类型：传播时间差型和多普勒型，每种都有不同的配置。

传播时间超声波流量计也称为传播时间超声波流量计。目前，传播时间差式超声波流量计是主流。传输时间型超声波流量计将超声波从上游侧向下游侧（正向）、从下游侧向上游侧（反向）对角地穿过管道内的流体发射。并接收。

如果流体不运动，则超声波在正向的传播速度与超声波在反向的传播速度相同。然而，如果流体处于运动状态，则沿正方向发射的超声波的传播速度将是流体速度加上速度。

向相反方向传播的超声波的传播速度是该速度减去流体的速度。换句话说，传播时间差型超声波流量计根据该速度差计算流体的速度，然后计算流量。

传播时间差式超声波流量计具有这样的结构和原理，因此流量测量精度高。但如果液体中存在固体或气泡，则无法保持测量精度，无法进行测量。

多普勒超声波流量计利用多普勒效应。多普勒效应是一种以救护车警报器的声音在接近和远离时听起来不同的现象为代表的效应。这是由于当声源接近和远离观察者时声波的表观波长发生变化而发生的现象。

多普勒式超声波流量计利用换能器向管道内流动的流体发射超声波，超声波被流体中的颗粒和气泡反射的现象。由于这些颗粒和气泡的反射，接收到不同波长（频率）的超声波。由于该超声波的频率变化与流速具有线性关系，因此可以根据流速计算流量。

用时差超声波流量计测量气体或液体的流量时，测量值受系统内流速分布的影响，因此必须对流量计的上游侧进行整流。特别是，当流体的流速较高时，测量设备的上游和系统内很可能发生空化。当发生空化时，很可能产生气泡或混入流体中，从而无法保证传播时间超声波流量计的测量精度。

作为气泡的对策，可以举出在设备的上游侧设置气液分离槽的方法。但现有设备需要改造，成本处于劣势。因此，近年来，开发了超声波流量计，具有在气泡通过时消除数据并测量流量的功能。

流量计包括容积式流量计、涡轮流量计和流通池流量计，但它们都需要在管道内部安装检测构件来测量管道内流体的流量。如果是新设施，可以在设计阶段确定流量计的安装位置并确认规格。

然而，在现有装置的情况下，需要对管道进行改造，并且有很多情况需要在设备停止时进行处理。例如，在现有设施中设置差压式流量计、涡轮式流量计时，需要切断配管等作业。