利用超聲波在流體中傳播的特性製成的測速式流量計。它的基本測量方法可分為傳送時間差法、聲波束偏轉法和多普勒頻移法三種。前兩種方法屬於同一原理,即聲波在運動的流體中傳送的合成速度是流體流速和流體中聲速的向量和。其中以時間傳送方法為最常用。聲速偏轉法無須在管壁上切槽,並且適於測量高速流體。多普勒頻移方法隻用一個變換器測量遠距離點的流速,可用於體外測量人體深處的血液流量,也適於測量工業上的某些容易產生散射的流體。超聲流量計已成功地應用於測量血液流量和河水流量。在工工業上,適用於測量各種流體和中、低壓氣體的體積流量而不受流體電導率、粘度、密度、腐蝕性和成分的影響。它不妨礙管道中流體的流動,也不受管徑大小的限制。

  傳送時間差法 它采用兩個聲波發送器 (SASB)和兩個聲波接收器(RARB)。同一聲源的兩組聲波在SARA之間和SBRB之間分別傳送。它們沿著管道安裝的位置與管道成θ角(一般θ=45°)(圖1)。由於向下遊傳送的聲波被流體加速,而向上遊傳送的聲波被延遲,它們之間的時間差與流速成正比。也可以發送正弦信號測量兩組聲波之間的相移或發送頻率信號測量頻率差來實現流速的測量。

  聲波束偏轉法 它的發送器沿垂直於管道的軸線發送一束聲波,由於流體流動的作用,聲波束向下遊偏移一段距離。偏移距離與流速成正比。

  多普勒頻移法 當超聲波在不均勻流體中傳送時,聲波會產生散射。流體與發送器間有相對運動時,發送的聲波信號和被流體散射後接收到的信號之間會產生多普勒頻移。多普勒頻移與流體流速成正比。圖2中被測流體的區域位於發射波束與接收到的散射波束的交叉之處。要求波束很窄,使兩波束的夾角θ不致受到波束寬度影響。也可隻采用一個變換器既作為發送器又作為接收器,這種方式稱為單通道式。在單通道多普勒血液流量計中,發送器間隔地發送聲脈沖信號,在兩個聲脈沖間隔的時間中,接收從血管壁和血管內紅血球反射回來的聲脈沖信號。采用控制線路選擇給定距離處的紅血球反射信號,通過比較後得到多普勒頻移,它與血液流速成正比。在已知血管橫截面時可得到血液流量。

  

參考書目

 張是勉、楊樹智編著:《自動檢測》,科學出版社,北京,1987。