1.超声波流量计工作原理
封闭管道用超声波流量计按测量原理分类有：时间传播法、多普勒效应法、波束偏移法、相关法、噪声法。其中时间传播法又可分为时差法、相位差法、频差法。目前应用于空调水系统中的超声波流量计的测量原理主要有时差法和多普勒效应法。
1.1 时差式超声波流量计测量原理 超声波在液体中传播，由于流体流速不同会使超声波传播速度发生变化。如图1所示，取超声波在静止流体中声速为c，流体流速为v，上下游传感器的安装距离为L。当超声波传播方向与流体方向一致时，超声波传播速度为（c+v），当超声波传播方向与流体方向相反时，超声波传播速度为（c－v）；则顺流方向传播时间tl=L/（c+v），逆流方向传播时间t2=L/（c－v）。
c、L为常数，测得时间差△t即可求出流体流速v，进而求得流体流量。
1.2 多普勒超声波流量计测量原理
多普勒超声波流量计是以利用多普勒效应原理来测量流体流量。传感器1发射频率为f1的超声波信号，经过管道内液体中悬浮颗粒或气泡后，频率发生偏移，以f2的频率反射到传感器2，这就是多普勒效应，f2与f1之差即为多普勒频差fd。
取流体流速为v，超声波声速为c，多普勒频移fd正比于流体流速v， 当管道条件、传感器安装位置、发射频率、声速确定以后，c、f1、θ即为常数，流体流速和多普勒频移成正比，通过测量频移就可得到流体流速，进而求得流体流量。
1.3 两者使用主要区别
1.3.1 被测流体水质要求不同。时差式超声波流量计适用于比较洁净的流体测量，多普勒超声波流量计主要用于测量含有适量能给出强反射信号的颗粒或气泡的液体。时差式超声波流量计可以测量悬浮颗粒较少的液体，多普勒超声波流量计要比时差式超声波流量计适用悬浮颗料含量上限高得多，而且可以测量连续混入气泡的液体。
1.3.2 测量精度不同。时差式超声波流量计测量精度比多普勒超声波流量计高，时差式超声波流量计测量精度可以达到±（0.5～1）%，重复性误差0.1%～0.3%；多普勒USF测量精度一般为±（1～2）%，重复性误差0.5%～1%。
2 测量点选择原则
为保证空调水流量测量精度，选择测量点时要求选择流体流场均匀的部分，一般应遵循下列原则：
2.1 被测管道内流体必须是满管。
2.2 选择被测管道的材质应均匀质密，易于超声波传播，如垂直管段（流体由下向上）或水平管段（整个管路中最低处为好）。
2.3 安装距离应选择上游大于10倍直管径，下游大于5倍直管径（注：不同仪器要求的距离会有所不同，具体距离以使用的仪器说明书为准）以内无任何阀门、弯头、变径等均匀的直管段，测量点应充分远离阀门、泵、高压电、变频器等干扰源。
2.4 充分考虑管内结垢状况，尽量选择无结垢的管段进行测量。
3 夹装式流量传感器安装要点
3.1 流量传感器安装方式的确定
3.1.1 时差式超声波流量计传感器安装方式有三种，分别是V法、Z法和W法 测量时采用何种安装方式，仪器说明书均有规定，但在边界范围一般比较模糊。如FV2000时差式超声波流量计：V型安装法适用测量管径25～400㎜，Z型安装法适用测量管径100～2540㎜，W型安装法适用测量管径65㎜以下小管。V型与Z型、V型与W型在适用测量管径均有部分重叠，如遇此情况则按下列原则选择最佳安装方式：V型安装一般情况下是标准安装方式，使用方便，测量准确。当被测管道很粗或由于被测流体浊度高、管道内壁有衬里或结垢太厚，造成V型安装信号弱，仪表不能正常工作时，选用Z型安装。原因是使用Z型安装时，超声波在管道中直接传输，没有折射，信号衰耗小。W型安装适于小管，通过延长超声波传输距离的办法来提高小管测量精度，如图3（c），使用W型安装时，超声波束在管内折射三次，穿过流体四次。
3.1.2 多普勒超声波流量计流量传感器安装方式有两种，分别是对称安装和同侧安装。对称安装适用于中小管径（通常小于600㎜）管道和含悬浮颗粒或气泡较少的液体；同侧安装适用于各种管径的管道和含悬浮颗粒或气泡较多的液体
3.2 传感器安装要求
3.2.1.剥净测量点处附近保温层和保护层，使用角磨砂轮机、锉、砂纸等工具将管道打磨至光亮平滑无蚀坑。要求：漆锈层磨净，凸出物修平，避免局部凹陷，光泽均匀，手感光滑圆润。需要特别注意，打磨点要求与原管道有同样的弧度，切忌将安装点打磨成平面，用酒精或汽油等将此范围擦净，以利于传感器粘接。
3.2.2 在水平管段上，两个传感器必须安装在管道轴面的水平方向上，并且在轴线水平位置±45°的范围内安装，以防止管内上部流体不满、有气泡或下部有沉淀等现象影响正常测量，如图5所示。
3.2.3 传感器安装处和管壁反射处必须避开接口和焊缝，如图6所示。
3.2.4 传感器工作面与管壁之间保持有足够的耦合剂，不能有空气和固体颗粒，以保证耦合良好。
4 测量操作步骤
4.1 了解现场情况，确定空调水流量测点位置。测量前应了解现场情况包括：管道材质、管壁厚度及管径；流体类型、是否含有杂质、气泡以及是否满管；安装现场是否有干扰源（如变频、强磁场等）。根据现场了解的情况，结合上述“测量点选择原则”确定水流量测点最佳位置。
4.2 用绳子和尺测量测点处管道外径，用超声波测厚仪测量管道壁厚。
4.3 确定传感器安装方式。
4.4 求安装距离，确定传感器位置。将管道参数输入超声波流量计，选择传感器安装方式，得出安装距离。如V法安装：先确定一个点，按安装距离在水平位置量出另一个点；Z法安装：先确定一个点，按安装距离在水平位置量出另一个点，然后测出此点在管道另一侧的对称点。
4.5 测量点处管道表面处理。
4.6 传感器与仪表接线。
4.7 微调传感器位置。观察流量计仪表的信号强度、信号质量度、信号传输时间差与传输时间比等参数值，如发现不好，则细微调整探头位置，直到这些参数值达到仪器说明书规定的范围之内。如无法调整，则需要改换合适安装方式。传感器位置调整好以后，用所配卡具将传感器固定好。
4.8 再次确认超声波流量计的信号强度、信号质量度、信号传输时间差与传输时间比等参数值符合规定要求，即可从超声波流量计读取实际流量值。
5 保证测量结果准确性的技术措施
5.1 根据所测试流体的洁净程度来判断使用何种类型的超声波流量计：一般的空调冷冻和冷却水系统可采用多普勒USF测量；若所测试的空调水系统刚冲洗干净或有很好的水处理工艺，水系统洁净程度很高，则采用时差式超声波流量计测量为好。
5.2 正确选择测量点位置及传感器安装方式以保证超声波流量计正常稳定工作。尽量选择在远离阀门、三通等局部阻力构件的直管段测试，测点的距离应满足仪器使用说明书中注明的要求，减小误差。
5.3 由于超声波流量计通常都利用电磁仪表显示测试结果，强电磁场会对它的性能产生一定的影响。因此在使用过程中应该尽量使USF避开有变频设备、变压设备等场所，以免影响测试工作。
5.4 确保所测量的水管内是满管流动，超声波流量计实际测得的是流体的速度，流量是根据输入的管径计算出流动断面的面积，然后乘以流速得到的，只有满管流动才能保证测试数据是准确的。
5.5 重视测试前的准备工作，如保温层的剥离、管道表面的除锈、除漆等，这样才能确保测试数据的准确。安装传感器过程中，千万注意在传感器和管壁之间不能有空气泡及沙砾。
5.6 正确管道参数输入是保证测量结果准确的关键。超声波流量计仪器本身的精度是在正确的管道参数下得到的，但要求操作者能在测量时输入正确的管道参数，才能得到正确的流量值。管径误差、管壁测厚误差对超声波流量计测量准确度的影响很大，但可通过现场精确实测来控制。
5.7 对于长期停流的空调水管道，正式测量前应以大流量冲刷沉积管壁的锈垢等沉淀物。
5.8 超声波流量计作为精密仪器，长期使用会使测量产生一定误差，应定期送法定计量单位校准，提供修正系数来减少测量值误差。
5.9 不同型号超声波流量计的流量传感器在发射频率等技术性能不同，测量时不能混用。
>>以上文章：正确使用超声波流量计测量空调水流量