夾管式超音波流量計是一種流量計，可通過超音波測量流體的速度以計算體積流量。 使用超音波換能器，流量計可以通過平均傳播到流動方向和與流動方向相反的超音波脈沖之間的測量傳播時間差或測量頻移來測量沿超音波發射路徑的平均速度 從多普勒效應 超音波流量計受流體的聲學特性的影響，並且可能受溫度，密度，粘度和懸浮顆粒物的影響，具體取決於確切的流量計。 它們的購買價格差異很大，但由於與機械流量計不同，它們不使用運動部件，因此使用和維護成本通常很便宜。

檢測類型

有三種不同類型的超音波流量計。 傳輸（或傳播時間傳播）流量計可分為在線（侵入式，濕式）流量計和夾管式（非侵入式）流量計。 使用多普勒頻移的超音波流量計稱為反射流量計或多普勒流量計。 第三種是明渠流量計。^[1]

原理

時間移動檢測方式流量計

超音波流量計測量沿與流動方向相反的方向傳播的超音波脈衝的傳播時間之間的差。 該時間差是沿著超音波束路徑的流體平均速度的量度。 通過使用絕對渡越時間和，可以計算平均流體速度和聲速。 使用這兩個傳輸時間，即接收和發射換能器之間的距離以及傾斜角度，如果我們假設聲音在上升時必須與流動相反而在下降時必須與流動相反，則可以根據定義寫出以下等式 速度

 and 

通過加減上述等式，我們得到

 and 

其中是流體沿聲路徑的平均速度，是聲速。

多普勒頻移動檢測方式流量計

超音波流量計量的另一種方法是使用多普勒頻移，該多普勒頻移是由超聲波束從超聲反射性材料（例如流動流體中的固體顆粒或夾帶的氣泡）的反射或流體本身的湍流引起的。液體是乾淨的。

多普勒超音波流量計用於泥漿，帶氣泡的液體，帶聲反射顆粒的氣體。

這種類型的超音波流量計還可以用於測量血流速率，方法是使超聲波束穿過組織，將其從反射板反射回來，然後反轉束的方向並重複進行測量，從而確定血流的量可以估計。透射束的頻率受血管中血液運動的影響，並且通過比較上游束與下游束的頻率，可以測量通過血管的血流。兩個頻率之間的差異是真實體積流量的量度。寬光束傳感器也可以用於測量流量，而與血管的橫截面積無關。

明渠流量計

在這種情況下，超聲波元件實際上是在測量明渠中水的高度。 根據通道的幾何形狀，可以從高度確定流量。 超聲波感測器通常還帶有溫度感測器，因為空氣中的聲速受溫度影響。

夾管式超音波流量計的應用注意事項

用於渡越時間鉗形夾管式超音波流量計

確保流體能夠充分傳導超聲波，因為當超聲波無法穿透換能器之間的流時，流量計將無法測量。 同樣，超聲波必須能夠穿透流體，以使多普勒流量計準確運行。 當流體相對不透明並且不滲透流體時，多普勒流量計往往會測量管道壁處或附近的流體速度，這可能會導致明顯的測量誤差和/或導致流量計故障。

用於多普勒鉗形夾管式超音波流量計

確保流體充分反射超聲波，因為如果沒有反射的超聲波信號，流量計將無法運行。根據設計，由於氣流中的小氣泡或氣流中存在渦流，可能會發生反射。如果在流動的流中尚不存在，則在實踐中很難生成這些反射源。幸運的是，在大多數應用中都存在氣泡和/或渦流的某種組合。

漿料中固體顆粒的速度可能不同於其液體載液的速度。當固體顆粒可能會集中在一部分流動的流中（例如，以相對較低的速度流動的水平管中）時，請謹慎使用超聲波技術。在漿液應用中使用多普勒超聲流量計時要小心，因為固體顆粒會產生強信號，這可能導致多普勒流量計測量固體的速度而不是液體的速度。

避免使用會浸濕換能器或未浸濕換能器前面的管壁的液體，因為當超聲波無法進入流量時，流量計將無法測量。確保在管道壁上保持可靠的夾鉗式換能器連接，因為當超聲波無法到達流體時，流量計將無法測量。

確保了解過程並正確使用這些流量計。例如，上游的定期清潔過程可能會導致流量計停止工作，因為灰塵可能不允許超聲波能量通過流體。此外，如果污垢覆蓋了浸濕的換能器，流量計可能無法運行，直到將其清洗乾淨。

如何使用夾管式超音波流量計

夾管式超音波流量計通常用於測量允許超聲波通過的液體（例如水，熔融硫，低溫液體和化學藥品）的速度。 運輸時間設計也可用於測量氣體和蒸汽流量。 請小心，因為諸如多種類型的漿料之類的不傳遞超聲波能量的流體會限制超聲波對流體的滲透。 在多普勒超聲波流量計中，不透明的流體會限制超聲波在管壁附近的滲透，這會降低精度和/或導致流量計無法測量。 當不透明的液體將超聲波削弱到一定程度，以致超聲波無法到達接收器時，渡越時間超聲波流量計可能會無法工作。

典型應用的行業

從行業別依次是石油和天然氣，水和廢水，電力，化工，食品和飲料，製藥，金屬和採礦以及紙漿和造紙。