西门子超声波流量计原理与相关计算公式分析

西门子超声波流量计的原理根据超声波水位流量计采用超声测距法测量液位。探头安装在量水堰槽水位观测点上方。探头向水面发射超声波，超声波的能量被水面反射，经过时间 T 被探头接受。根据超声波的传播速度和经过的时间 T，仪表经过运算后得出渠道水深 H。计算公式如下：H=L-D=L-V*T/2=L-(V0+at)*T/2
 
其中：H 表示所求液位的高度；L 表示超声探头与明渠底部之间的距离，
 
V 表示空气中的超声波声速，
 
T 为超声波一个回程经过的时间, V0表示 0℃时超声波在空气中的传播速度，
 
a 为超声波速度的温度系数，
 
t 为温度。由上式可知，在 L 已知的情况下液位测量的精度取决于超声波声速 v 的测量精度和超声波传播时间的测量精度。
 
西门子超声波流量计传播时间测量的准确度又取决于电子时钟的稳定性、对声波脉冲参考位置检测的*性及对电子元件和传感器信号滞后的适当补偿。气体超声波流量计的准确度不仅同流速有关，而且同仪表口径有关。对于小口径仪表，由于声道长度较短，在紊流气体中测量声波传播时间比较困难，因此小口径气体超声波流量计的准确度较难提高
 
西门子超声波流量计通过检测流体流动对超声波产生的影响来对气体流量进行测量，其利用的是“时差法”。首先，使用探头A发射信号，信号穿过流体后被另一侧的探头B接收到；在探头A发射信号的同时探头B也发出同样的信号，经过流体后被探头A接收到;由于流速的存在使得两时间不等，存在时间差，因此根据时间差便可求得流速，进而得到流量值。
 
本产品的换能器安装采用外夹式，且无需停流截管，只要在管线外部安装换能器即可。因此，我们选用便携式超声波流量计作为标准表送到国家大流量计量站进行量值溯源，经检定合格后，作为1.0级标准表对下一级大口径流量计进行量值传递。使流体在相同的时间间隔内连续流过标准表和被检流量计，比较两者的输出流量值，从而确定被检流量计的计量性能。