手持式超聲波流量計，因儀表流通通道未設置任何阻礙件，均屬*流量計，是適于解決流量測量困難問題的一類流量計，特別在大口徑流量測量方面有較突出的優點，它是發展迅速的一類流量計之一。

手持式超聲波流量計測量原理：當超聲波束在液體中傳播時，液體的流動將使傳播時間產生微小變化，并且其傳播時間的變化正比于液體的流速，其關系符合下列表達式其中：

θ為聲束與液體流動方向的夾角

M為聲束在液體的直線傳播次數

D為管道內徑

Tup為聲束在正方向上的傳播時間

Tdown為聲束在逆方向上的傳播時間

ΔT=Tup–Tdown

設靜止流體中的聲速為c，流體流動的速度為u，傳播距離為L，當聲波與流體流動方向*時(即順流方向)，其傳播速度為c+u;反之，傳播速度為c-u.在相距為L的兩處分別放置兩組超聲波發生器和接收器(T1,R1)和(T2,R2)。當T1順方向，T2逆方向發射超聲波時，超聲波分別到達接收器R1和R2所需要的時間為t1和t2,則

t1=L/(c+u);t2=L/(c-u)

由于在工業管道中，流體的流速比聲速小的多，即c>>u,因此兩者的時間差為▽t=t2-t1=2Lu/cc由此可知，當聲波在流體中的傳播速度c已知時，只要測出時間差▽t即可求出流速u，進而可求出流量Q。利用這個原理進行流量測量的方法稱為時差法。此外還可用相差法、頻差法等。

如果超聲波發射器發射連續超聲脈沖或周期較長的脈沖列，則在順流和逆流發射時所接收到的信號之間便要產生相位差▽O,即▽O=w▽t=2wLu/cc

式中，w為超聲波角頻率。當測得▽O時即可求出u,進而求得流量Q。此法用測量相位差▽O代替了測量微小的時差▽t，有利于提高測量精度。但存在者聲速c對測量結果的影響。

為了消除聲速c的影響，常采用頻差法。由前可知，上、下游接收器接受到的超聲波的頻率之差為▽f可用下式表示▽f=[(c+u)/L]-[(c-u)/L]=2u/L

由此可知，只要測得▽f就可求得流量Q，并且此法與聲速無關。超聲波技術及其應用一、沒測量水位概況

水電站多采用浮子式液位計或投入式液位計來進行水位測量。其缺點為:測量精度低，不可靠，經常出現浮子卡死不動和傳感器堵塞導致測不準;維護工作量大，安裝、調試不便，采集到的僅是模擬告警信號，不能直接進入電廠計算機監控系統。對無人值班電廠不實用。

通過對攔污柵水位測量系統進行了反復對比，優化得出zui后的方案設計，采用超聲波液位計對柵前、柵后水位進行實時準確監測，超聲波液位計用PLC對采集量進行處理。并且把實時水位和壓差數據送到中控室，超聲波液位計顯示和越限報警。超聲波液位計同時采用RS422/RS232接口，又把實時數據送到大壩集中控制室工控機，處理成計算機通信報文，zui終將采集量送到電廠計算機監控系統上位機。

根據對信號檢測的原理超聲流量計可分為傳播速度差法(直接時差法、時差法、相位差法和頻差法)、波束偏移法、多普勒法、互相關法、空間濾法及噪聲法等。

優點：超聲波流量計是一種非接觸式儀表，它既可以測量大管徑的介質流量也可以用于不易接觸和觀察的介質的測量。它的測量準確度很高，幾乎不受被測介質的各種參數的干擾，尤其可以解決其它儀表不能的強腐蝕性、非導電性、放射性及易燃易爆介質的流量測量問題。

測量精度：優于1％，重復性：優于0.2%

測量周期：500ms(每秒2次，每個周期采集128組數據)

工作電源：85～264VAC/24VDC可選

流速范圍：0～±32m/s(流速分辨率0.001m/s)

顯示：2×10背光型漢字液晶顯示器。可顯示瞬時熱流量及正、負、凈累積熱流量、流速等

操作：4×4輕觸鍵盤

信號輸入：3路4-20mA輸入，2路三線制PT100鉑電阻

信號輸出：

路隔離4-20mA或0-20mA輸出

路隔離型可編程OCT用于輸出正、負、凈累積脈沖及各種報警信號

路繼電器可輸出正、負、凈累積脈沖及各種報警信號

數據接口：隔離RS485輸出(MODBUS協議，M-BUS協議，海峰FUJI擴展協議，并兼容國內其它廠家同類產品通訊協議)

其它功能：◇可記錄前64日、前32個月、前2年的累積流量和工作狀態，可記錄前16次上、斷電時間和流量，并可進

行人工或自動補加

◇可編程批量（定量）控制器，故障自診斷功能

*防護等級：IP65

*防爆等級：EXdⅡBT4(TDS-100F2型)

*外殼材料：壓鑄鋁