外夹式超声波流量计的测量原理

目前,外夹式超声波流量计的应用范围越来越广泛。作为一种非接触、便携式测量仪表,外夹式超声波流量计的测量精度几乎不受被测介质温度、压力、黏度、密度等参数的影响,适用于强腐蚀性、非导电性、放射性及易燃易爆介质的流量测量。外夹式超声波流量计的测量原理如图1所示。

外夹式超声波流量计的工作原理如下。①两个检测器（T1、T2）以一定的间距安装在管壁外,交替发射和接收超声波。②当声波在静止的液体中传播时,从T1到T2的声波信号传送时间与从T2到T1的传送时间相同。当液体流动时,上游检测器T1向下游检测器T2发射一个信号,同时下游检测器T2也向上游检测器T1发射信号；而液体流速作用于声波信号,将加快从上游到下游方向的信号速度,同时减慢从下游到上游方向的信号速度。因此,两个信号之间产生了时间差。③测量人员可先根据两个信号之间的时间差,求得液体的流速；再将液体的流速与圆管的流通截面积相乘,即可计算出液体的流量。其中,液体流速计算公式如下：

式（1）中,u表示液体流速,单位为m/s；D表示管道直径,单位为m；c表示静止液体中的声速,单位为m/s；Δt表示超声波的传播时间差,单位为s；θ表示声束与液体流动方向的夹角。