超聲波流量計(jì)的缺點(diǎn)主要是: 可測(cè)流體的溫度范圍受超聲波換能鋁及換能器與管道之間的耦合材料耐溫程度的限制，以及高溫下被測(cè)流體傳聲速度的原始數(shù)據(jù)不全。中國(guó)只能用于測(cè)量200℃以下的流體。另外，超聲波流量計(jì)的測(cè)量線路比一般流量計(jì)復(fù)雜。這是因?yàn)椋话愎I(yè)計(jì)量中液體的流速常常是每秒幾米，而聲波在液體中的傳播速度約為1500m／s左右，被測(cè)流體流速(流量)變化帶給聲速的變化量最大也是10－3數(shù)量級(jí)．若要求測(cè)量流速的準(zhǔn)確度為1％，則對(duì)聲速的測(cè)量準(zhǔn)確度需為10-5～10-6數(shù)量級(jí)，因此必須有完善的測(cè)量線路才能實(shí)現(xiàn)，這也正是超聲波流量計(jì)只有在集成電路技術(shù)迅速發(fā)展的前題下才能得到實(shí)際應(yīng)用的原因。 超聲波流量計(jì)的原理一般用戶只需大致了解即可，用戶注重儀表性能和實(shí)用。 本文只想著重就國(guó)產(chǎn)超聲波流量計(jì)的選型安裝，并結(jié)合我們的使用經(jīng)驗(yàn)為同行合理選擇和應(yīng)用提供一些可以借鑒的方法、經(jīng)驗(yàn)，并提出一些我們所遇到的困難，以便與同行和生產(chǎn)廠家探討、研究。
—、超聲波流量計(jì)
目前市面上用于供水行業(yè)的超聲波流量計(jì)大多屬時(shí)差式，此種流量計(jì)已進(jìn)入一個(gè)比較成熟的階段，對(duì)供水行業(yè)的中、大管道的流量計(jì)量已完全可以滿足要求。根據(jù)使用場(chǎng)合不同，可以分為固定式超聲波流量計(jì)和便攜式超聲波流量計(jì)。
1．便攜式流量計(jì)主要用于臨時(shí)的對(duì)比測(cè)量，機(jī)動(dòng)性很的很大，價(jià)格較固定式貴一些，若用于固定測(cè)量有點(diǎn)浪費(fèi)。便攜式超聲波流量計(jì)，在使用中由于是臨時(shí)測(cè)量，管徑、管材也不固定。除正確輸入各種數(shù)據(jù)外，要保證上、下游直管段。換能器（也稱探頭）安裝也很重要，小管道（３００mm以下）盡量用“V”法，這樣可延長(zhǎng)聲程，提高測(cè)量精度，３００mm以上的管道只能用“Z”法測(cè)，從我們的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)看，３００mm以上管道用“V”法很難找到信號(hào)。當(dāng)然如果能找到信號(hào)且信號(hào)強(qiáng)又穩(wěn)定用“V”法更好。“V”法安裝較之“Z”法安裝對(duì)直管段的要求要短得多。
2．固定式超聲波流量計(jì)
固定式又分為外夾式、插入式、管段式三種。
（1）外夾式超聲波流量計(jì)：早期的流量計(jì)都為外夾式，大家較熟悉，也是應(yīng)用廣泛的超聲波流量計(jì)。但此種流量計(jì)的缺點(diǎn)是：不能用在水泥管上。所以近幾年又出現(xiàn)了插入式超聲波流量計(jì)。
（2）插入式超聲流量計(jì)
此種流量計(jì)是利用專用管道開(kāi)孔工具在管壁上開(kāi)一小孔，利用管箍（或夾板）把換能器插入管道內(nèi)，直接與水接觸，其安裝測(cè)量不受限制，其信號(hào)的發(fā)射，接收只經(jīng)過(guò)水介質(zhì)，信號(hào)強(qiáng)且穩(wěn)定。
缺點(diǎn)：大管道探頭安裝（特別是外壁粗糙的管道）不易精確定位，埋在地下多年的老管道（因生產(chǎn)工藝、廠家等諸多因素）管壁厚度、內(nèi)徑不能準(zhǔn)確確定，是影響測(cè)量精度（準(zhǔn)確度、以下簡(jiǎn)稱精度）的主要原因之一。
（3）管段式超聲波流量計(jì)
某些管道因材質(zhì)疏、導(dǎo)聲不良或銹蝕嚴(yán)重，襯里和管壁有間隙等原因、造成超聲波信號(hào)衰減嚴(yán)重，用外夾式超聲流量計(jì)無(wú)法正常測(cè)量時(shí)，可用管段式（又稱滿管式）超聲流量計(jì)。它是把換能器與一段標(biāo)準(zhǔn)的短管制成一體，出廠時(shí)經(jīng)過(guò)逐臺(tái)標(biāo)定的流量計(jì)，精度可以達(dá)到0.5級(jí)，主要用于計(jì)量數(shù)據(jù)較高的地方。注意：一定要在保證上、下游直管段的情況下才能確保其精度。
缺點(diǎn)：一次性投入較大，且必須斷流安裝
（4）以上介紹了幾種常用的單聲道流量計(jì)，國(guó)產(chǎn)流量計(jì)多屬此類。近幾年又出現(xiàn)了雙聲道，四聲道等多聲道超聲波流量計(jì)，多聲道流量計(jì)對(duì)提高測(cè)量精度有很大作用，此類多屬進(jìn)口流量計(jì)（國(guó)內(nèi)個(gè)別廠家也生產(chǎn)），但價(jià)格很高，如果資金充足，計(jì)量精度要求高可選此類超聲流量計(jì)。
3．選型
總的來(lái)講進(jìn)口超聲流量計(jì)比國(guó)產(chǎn)超聲流量計(jì)要價(jià)格要比國(guó)產(chǎn)貴2一3倍。
以上對(duì)目前廣泛使用的各種超聲流量計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)作了簡(jiǎn)單介紹，用戶可根據(jù)本企業(yè)的實(shí)際情況選擇。選購(gòu)時(shí)注意幾點(diǎn)：
（1）多了解有關(guān)信息，以不被夸張的宣傳所迷惑。
（2）選擇有研發(fā)能力的生產(chǎn)廠家，這樣才能保證質(zhì)量及售后服務(wù)。
二、超聲波流量計(jì)的應(yīng)用
1．固定式超聲波流量計(jì)（管段式、插入式、外夾式）購(gòu)買后，要注意以下幾點(diǎn)：
（1）主機(jī)與換能器之間連接電纜（大部分廠家規(guī)定在300M以內(nèi)）要盡量短。一是減小信號(hào)衰減，二是防止外界干擾，使主機(jī)能長(zhǎng)期穩(wěn)定工作。且要避免與動(dòng)力電纜近距并行埋設(shè)。若無(wú)法避免應(yīng)穿鋼管加強(qiáng)屏蔽，或縮短信號(hào)電纜后加遠(yuǎn)傳顯示裝置。
（2）校零點(diǎn)，在流體靜態(tài)時(shí)，儀器的示值稱為“零點(diǎn)”（此時(shí)的示值不一定為零）。當(dāng)流量計(jì)的示值不為零時(shí)，任何時(shí)刻該“零點(diǎn)”的值將疊加在流量計(jì)的真值上，從而使測(cè)量值出現(xiàn)偏差。調(diào)零的目的就是消除安裝零點(diǎn)，確保測(cè)量精度。盡可能停水校零點(diǎn)，若確實(shí)不能停水校零可采取其它辦法。
（3）固定式流量計(jì)（除帶標(biāo)準(zhǔn)管外）安裝好后，要堅(jiān)持逐臺(tái)校對(duì)。一是用便攜式超聲流量計(jì)校對(duì)，此法較簡(jiǎn)便，二是對(duì)不能用便攜式流量計(jì)校對(duì)的管道（如水泥管等）可采用清水池校對(duì)。
（4）保證安裝時(shí)上、下游的直管段是確保計(jì)量準(zhǔn)確的前提條件。
超聲波流量計(jì)敏感于流過(guò)換能器的流速分布剖面，管道中流體的穩(wěn)定與否很重要，為了保證計(jì)量的準(zhǔn)確各廠家都規(guī)定上游要保證不小于10D，下游不小于5D的直管段，直管段長(zhǎng)度對(duì)精度影響程度如何，中國(guó)計(jì)量院所做的測(cè)試實(shí)驗(yàn)，足以說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題。
可以看出當(dāng)上、下游直管段長(zhǎng)度不能保證時(shí)，流量計(jì)的測(cè)量誤差是很大的，且管徑越小，所引入的測(cè)量誤差越大。因此因條件限制不能保證上下游直管段時(shí)：1、要降低精度等級(jí)使用，2、采用其他方法測(cè)試校對(duì)，以修正誤差，3、改用其它形式的流量計(jì)。
（５）測(cè)量精度
高精度超聲流量計(jì)均為多聲道或管段式，中、小口徑管段式超聲流量計(jì)通常都做實(shí)流標(biāo)定，具有0.５％精度。
目前廣泛使用的國(guó)產(chǎn)單聲道超聲流量標(biāo)稱精度為１％，但在實(shí)際應(yīng)用中，由于現(xiàn)場(chǎng)管道的內(nèi)徑、壁厚、圓度都無(wú)法精確測(cè)量等諸多因素會(huì)使測(cè)量精度超出標(biāo)稱精度許多，對(duì)供水行業(yè)的計(jì)量來(lái)說(shuō)，超聲波流量計(jì)的實(shí)際測(cè)量誤差能控制在3％以內(nèi)就不錯(cuò)了。
三、疑點(diǎn)討論
1．測(cè)量介質(zhì)（如：水）溫度變化對(duì)測(cè)量精度的影響
時(shí)差式超聲波測(cè)量流速的計(jì)算公式為 V=C2·△T/2 L。 △T為兩傳感器之間的聲波時(shí)差，L為兩傳感器之間的距離，其中C為聲波在流體中的傳播速度，在溫度變化時(shí)也發(fā)生變化，特別是在冬夏季節(jié)水溫變化較大時(shí)，C2的變化就更大。超聲流量計(jì)在輸入?yún)?shù)時(shí)，只要求輸入測(cè)量時(shí)的溫度，那么溫度變化時(shí)，對(duì)測(cè)量精度的影響如何，本人未見(jiàn)過(guò)這方面論述，希望與同行或廠家共同探討。
2．低流速下測(cè)量的精度
較多商家的超聲流量計(jì)資料中都宣稱，流速范圍為±0-16m/s,某國(guó)外超聲流量計(jì)資料宣稱：再流速±14m/s內(nèi)可維持標(biāo)定精度。在低流速段0.2m/s以下是否還能保證±1％的精度呢？這就難說(shuō)了。就此問(wèn)題詢問(wèn)過(guò)多個(gè)廠家，有的說(shuō)：在0.04m/s時(shí)精度為5％，修正后可達(dá)1％，有的說(shuō)：0.01m/s時(shí)，其誤差在±5%，但都無(wú)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，而事實(shí)上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了這個(gè)范圍。我們?cè)?jīng)把一臺(tái)國(guó)產(chǎn)便攜超聲流量計(jì)送省計(jì)量局標(biāo)定，0.4m/s以上精度為1級(jí)。我們要求作了一個(gè)低流速點(diǎn)0.2m/s的標(biāo)定，結(jié)果誤差為－15%。
我們?cè)诔暳髁坑?jì)的使用中多次遇到管道中水流速在0.2m/s以下的情況。所以對(duì)此問(wèn)題比較關(guān)心，也想看到同行或廠家在低速度下所做的實(shí)驗(yàn)。
直達(dá):便攜超聲波流量計(jì) 固定超聲波流量計(jì) 超聲波流量計(jì) 超聲波熱量計(jì) 電磁流量計(jì) 孔板流量計(jì) 質(zhì)量流量計(jì) 手持流量計(jì)