超声流量计是一种新型流量计，白20世纪70年代随着集成电路技术的迅速发展开始得到实际应用，目前已被成功地应用于河流量、血流量等特殊场合的流址测量中。

　　1.测量原理

　　超声波在流动流体中传播会带上有关流体流速的信息，因此采用发射和接收超声波的装置，就可以检测到流体流速和流量。超声流量计中发射和接收超声波的部分称为换能器，发射换能器产生超声波，以一定的方式穿过流动的流体，接收换能器接收到返回的超声波，并转换成电信号，最后经信号处理得到流体流速。而流体质量流量q与流速v之间满足以下关系

　　q=pvA

　　式中，密度p、截面A一般都可以测量得到，因此检测到流速v就可以得到质量流量。

　　超声流量计按工作原理主要可以分为三种:

　　(1)传播时间差法根据两个超声波按相反方向传播所产生的时差与流体流速有关来测量流速，可精确测墩河流流速或体积流量，这是较为常用的一种方法。此法又可分为时差法、相差法和频差法。

　　(2)声束偏移法根据一个超声波沿垂充于流体流动方向传播所产生的偏移量与流速有关来测量流速。

　　(3)多普勒法建立在声波的多普勒效应基础上，也就是根据一个声波束沿流体流动方向传播的声波与反向散射的声波之间的频差与流速有关来测量流速，适用于医学测量，因此在医学上可用来测人体深处血管的血流量。

　　这几种方法测量流量各有利弊，实际可以根据被测流体和测量要求等加以选择。其中传播时间差法是较为常用的一种方法，它又可分为时差法、相差法和频差法。下面以时差法为例，介绍超声流量计的原理。

　　超声波在静止流体和流动流体中的传播速度有所不同，静止流体中超声波传播速度为声速c,假设流体流速为v，那么当超声波传播方向与流体流动方向一致时，其传播速度为(c + v)，当两者方向相反时，传播速度为(c - v)。

　　右图是传播时间差法的测量原理图，分别有两组超声波发射器和接收器T1、R1和T2、R2,超声波发射器到接收器传播途径长度为L，那么顺方向即超声波从T1到R1的传播时间为

　　t=L/(c+v)

　　而逆方向即超声波从T2到R2的传播时间为

　　t=L/(c-v)

　　两束波传播的时间差为

　　△t=L/(c-v)-L/(c+v)

　　所以，v=c²△t/2L

　　可见，当声速一定时，只要测量超声波顺向和逆向传播的时间差，就可以求得流体流速。

　　2.主要特点

　　1)超声波流量计属于非接触式测量仪表，不会影响流场，没有压力损失。

　　2)适用范围广，在工程上适用于各种流体和中低压气体的流量测量，包括一般流量计

　　难以解决的强腐蚀性、放射性等流体的流量测量问题，也可弥补电磁流量计不能测量的非导电性流体的缺点，采用多普勒法还可测量两相流体流2.

　　3)测量准确度不受流体电导率、枯度、密度、腐蚀性和成分的影响，也不受管径大小的限制，常用于管道直径5 -20cm、流速0.001一l00m/:的测量。

　　4)传播时间差法只能用于清洁液体和气体，多普勒法只能用于测量含有一定量悬浮颗粒和气泡的液体。

　　5)多普勒法测量精度不高。