手持式超声波流量计，因仪表流通通道未设置任何阻碍件，均属*流量计，是适于解决流量测量困难问题的一类流量计，特别在大口径流量测量方面有较突出的优点，它是发展迅速的一类流量计之一。

手持式超声波流量计测量原理：当超声波束在液体中传播时，液体的流动将使传播时间产生微小变化，并且其传播时间的变化正比于液体的流速，其关系符合下列表达式其中：

θ为声束与液体流动方向的夹角

M为声束在液体的直线传播次数

D为管道内径

Tup为声束在正方向上的传播时间

Tdown为声束在逆方向上的传播时间

ΔT=Tup–Tdown

设静止流体中的声速为c，流体流动的速度为u，传播距离为L，当声波与流体流动方向*时(即顺流方向)，其传播速度为c+u;反之，传播速度为c-u.在相距为L的两处分别放置两组超声波发生器和接收器(T1,R1)和(T2,R2)。当T1顺方向，T2逆方向发射超声波时，超声波分别到达接收器R1和R2所需要的时间为t1和t2,则

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

由于在工业管道中，流体的流速比声速小的多，即c>>u,因此两者的时间差为▽t=t2-t1=2Lu/cc由此可知，当声波在流体中的传播速度c已知时，只要测出时间差▽t即可求出流速u，进而可求出流量Q。利用这个原理进行流量测量的方法称为时差法。此外还可用相差法、频差法等。

如果超声波发射器发射连续超声脉冲或周期较长的脉冲列，则在顺流和逆流发射时所接收到的信号之间便要产生相位差▽O,即▽O=w▽t=2wLu/cc

式中，w为超声波角频率。当测得▽O时即可求出u,进而求得流量Q。此法用测量相位差▽O代替了测量微小的时差▽t，有利于提高测量精度。但存在者声速c对测量结果的影响。

为了消除声速c的影响，常采用频差法。由前可知，上、下游接收器接受到的超声波的频率之差为▽f可用下式表示▽f=[(c+u)/L]-[(c-u)/L]=2u/L

由此可知，只要测得▽f就可求得流量Q，并且此法与声速无关。超声波技术及其应用一、没测量水位概况

水电站多采用浮子式液位计或投入式液位计来进行水位测量。其缺点为:测量精度低，不可靠，经常出现浮子卡死不动和传感器堵塞导致测不准;维护工作量大，安装、调试不便，采集到的仅是模拟告警信号，不能直接进入电厂计算机监控系统。对无人值班电厂不实用。

通过对拦污栅水位测量系统进行了反复对比，优化得出zui后的方案设计，采用超声波液位计对栅前、栅后水位进行实时准确监测，超声波液位计用PLC对采集量进行处理。并且把实时水位和压差数据送到中控室，超声波液位计显示和越限报警。超声波液位计同时采用RS422/RS232接口，又把实时数据送到大坝集中控制室工控机，处理成计算机通信报文，zui终将采集量送到电厂计算机监控系统上位机。

根据对信号检测的原理超声流量计可分为传播速度差法(直接时差法、时差法、相位差法和频差法)、波束偏移法、多普勒法、互相关法、空间滤法及噪声法等。

优点：超声波流量计是一种非接触式仪表，它既可以测量大管径的介质流量也可以用于不易接触和观察的介质的测量。它的测量准确度很高，几乎不受被测介质的各种参数的干扰，尤其可以解决其它仪表不能的强腐蚀性、非导电性、放射性及易燃易爆介质的流量测量问题。

测量精度：优于1％，重复性：优于0.2%

测量周期：500ms(每秒2次，每个周期采集128组数据)

工作电源：85～264VAC/24VDC可选

流速范围：0～±32m/s(流速分辨率0.001m/s)

显示：2×10背光型汉字液晶显示器。可显示瞬时热流量及正、负、净累积热流量、流速等

操作：4×4轻触键盘

信号输入：3路4-20mA输入，2路三线制PT100铂电阻

信号输出：

路隔离4-20mA或0-20mA输出

路隔离型可编程OCT用于输出正、负、净累积脉冲及各种报警信号

路继电器可输出正、负、净累积脉冲及各种报警信号

数据接口：隔离RS485输出(MODBUS协议，M-BUS协议，海峰FUJI扩展协议，并兼容国内其它厂家同类产品通讯协议)

其它功能：◇可记录前64日、前32个月、前2年的累积流量和工作状态，可记录前16次上、断电时间和流量，并可进

行人工或自动补加

◇可编程批量（定量）控制器，故障自诊断功能

*防护等级：IP65

*防爆等级：EXdⅡBT4(TDS-100F2型)

*外壳材料：压铸铝