起来的非接触式的仪表，主要适用于测量那些不易接触及观

选型应当注意以下几个方面：1）要了解被测对象的现场情

察的流体和大管径的流量。近些年以来，超声波流量计由于

况和物理的特性；2）其信号的处理单元必须适合户外、爆

它以不接触的方式就能够实施流量测量的特点，有效地解决

炸、危险性等类型的场所进行安装，防爆和防护的等级必须

了在放射性、强腐蚀、粘性、堵塞、压损要求小、有气泡、

符合现场的要求。3）换能器的前后应有一定长度的直管段，

含颗粒等工作条件测量液体或气体流量的难题；同时，随着

从而确保流体流速的分布，通过要求前面的直管段在 lOD 以

技术的发展，大量新品种超声波流量计涌现而被广泛地应于

上，而后面的直管段就在 5D 以上，并且其上游 30D 之内，

医药、石化、环保等相关领域。

不可以安装阀、泵等扰动设备。4）换能器要安装于倾斜及

1 超声波流量计的工作原理

水平的管道上的时候，不能装于上部或者底部，避免管道中

超声波流量计由超声波转换器将电能转换为超声波能

的气体或者杂质进到测量的声道当中二四是换能器安装必

量，以一定的方式发射并穿过被测流体，接收器接收到超声

须使超声波的传播路径经过管道的中心。5）要区分被测对

波信号，供显示积算仪显示和积算，实现流量的检测显示。

象进行选型，气体用的换能器频率一般在 100 至 300KHz，而

超声波流量计按测量原理，可以具有多种不同的形式。包括

液体用的换能器频率一般为 1 至 5MHz。

传播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪声法、旋涡法、

4 超声波流量计在石化行业计量中的应用

相关法和流速-液面法。这些方法用于流量测量各有利弊，

4.1 用时差法超声波流量计来刚量成品油

可以根据被测流体、精度要求等的不同进行选择。从精度上

超声波流量计可以进行多声道进行测量；能通过报警功

看，传播速度差法较好。其测量精度优于±1.0％，有的多

能和智能检定软件诊断来监测其运行的状态；能对各声道自

声道超声波流量计精度已高达±0.5％。满足气体交接计量

动增益进行调节；能够测量出各声道流速的分布、进行第一

的要求。当超声波束在液体中传播时，流体的流动将使传播

声道声速的计算，从而校正旋涡流、横向流及不对称流；在

时间产生微小变化，并且其传播时间的变化正比于液体的流

被测的液体密度和粘度发生变化的时候，能通过声速的测量

速，这就是常用时差式超声波流量计的测量原理。

来反推油品密度和粘度，从而利用超声波流量计替替代密度

2 超声波流量计的优缺点

计，解决处理混油段技术。

2.1 优点

4.2 标准体积管实流标定超声波流量技术

和传统的机械、电磁式的测量流量的仪表相对比，超声

双向标准体积管属于标准容积式的机械设备类型，在 U

波流量计主要具有以下优点：基于微处理技术的超声波流量

型的标准管段的进口和出口装着检测开关两（或四）个，排

计，多数采用超大规模集成电路及低电压宽脉冲发射技术设

液球或活塞一个二触动首个检测开关，排液球进到标准段；

计。在测量技术上，使用 0.1ns 超高分辨率时间测量电路，

排液球触动第二个检测开关，则离开了标准段二超声波流量

具有更高的分辨率和更大的测量范围。专门用于液体测量，

计进行测量的原理说明，其脉冲与真实的流速（或流量）会

最适合的测量介质就是水，自身功能完备，高精度、高可靠

有固定的延时二然而管道中流体的扰动很复杂，会包括多次

性、高性能、低功耗，抗干扰，使用方便。精度等级一般为

扰动的涡流及非轴向的速度成分二超声波流量计沿一或多

±1.0%，而且可不用停产带压安装。该流量计一般可分现场

个采样的声道，通过发射器与接收器的正反向的时差，可以

传感器（探头）、传输电缆、显示主机三部分，其主机不仅

检测、推导、计算出流体的流速。

可安装于值班室供值班人员观察，还可输出电流、脉冲等标

5 结束语

准信号以及 RS232 或 RS485 接口通讯信号。探头有外夹式、

综上所述，本文首先对超声波流量计的工作原理进行了

插人式、法兰式等多种，显示主机分固定式和便携式，便携

概述，重点分析了超声波流量计的优缺点，详细描述了超声

式主机可配备外夹式探头对在线运行的超声波流量计进行

波流量计选型需注意的事项，并着重分析了超声波流量计在

检查比对，安装只需十分钟。

石化行业计量中的应用。由本文介绍我们可以看出超声波流

2.2 缺点

量计相比传统的机械式流量计具有很多独特的优点，无压

它的缺点主要表现在，对于外夹式的超声波流量计，检

损、高精度、低维护量，并且也适用于一些高温高压的场合。

测元件的维修和更换较为方便，不用断流，也不会影响生产

由于超声波流量计更适合应用于一些非导电的介质的测量，

运行，可是，由于其在管道外进行测量，声道的数量比较少，

故超声波流量计非常适用于石油化工行业计量工作的要求，

因此精度比管道嵌人式的低；而对于管道嵌人式的超声波流

在石油化工行业具有十分广泛的应用前景。

量计，一方面维修与更换会较为麻烦，另一方面由于有三、

四声道和更多声道的产品，其精度会很高。还有，由于超声

波流量计的安装对前后的直管段要求上有很大的限制，从而

产生较高的造价和运输成本。

3 超声波流量计选型的注意事项

超声波流量计选型工作较为复杂，关注的内容包括：被

测的介质类别、仪表的性能和参数、换能器的类型、功能及