一、超声波流量计及工作原理

1、 用途

超声波流量计适用于各种管径的液体计量，管径越大计量精度越高，能实现双向流量计量，无压力损耗，不受气质、液态、压力、温度、气体等组成变化的影响，系统的信号接收完全数字化，可将每个脉冲及预设标准进行对比，检测信号质量，可获得高质量的检测结果。

2、 结构

超声波流量计主要由壳体、换能器、探头、流量积算仪组成

3、测量原理

频率高于20KHZ的声音波叫超声波，声波在空气中的传播速度为551.5M/S，在水中的传播速度为1428.66 M/S，在铁中的传播速度为5850M/S，超声波气体流量计分单声道和多声道，最多可以达到6个声道，无论声道多少，它们的工作原理都是相同的。

两个能发射和接收脉冲的的探头安装在管道一侧或两侧，其中一个探头发射超声波脉冲被另一个探头接收，这样两个探头就构成了声道，在几毫秒之间，两个探头轮流发射和接收超声波脉冲，如果没有流动，声音将以相同的速度向两个方向传播。

当有气流流动时，沿顺流方向的声道传播的超声波脉冲和气流速度分量叠加，声速增大，而沿逆流方向声道上的超声波脉冲的速度，要减去一个气体流速的速度分量，声速减少， 这就形成了顺流方向和逆流方向传输时间的时间差。

二、超声波流量计的输出与接线

下面以西门子外夹式超声波流量计为例，来看看是如何接线的，由于变送器的类型非常丰富，对应不同设计类型的变送器，需要注意4－20mA是有源输出还是无源输出，选择不同的接线方式，不要因为误接线造成输出不正常或电路损坏。

例如这款紧凑型的变送器的电流输出是无源的输出，需要回路供电，双通道 I O 接线如下图所示，V C 是24V直流电源，R L 为线路电阻加上用户信号采集系统的输入电阻，标称值1000欧姆。

I O 接线图

紧凑型的变送器接线端子在接线时，要注意端子的顺序TB1从右到左，TB2从左到右，防止误接线，端子排序如下图所示：

紧凑型接线端子

变送器电流输出端子上没有配电时，也会有7.8mA左右的电流，可以借助这个电流判断电路板的功能正常，在变送器电流输出端子上没有配电时，也会有7.8mA左右的电流，可以借助这个电流判断电路板的功能正常。

这款变送器标配的的4－20mA电流输出是有源的输出，不需要外部供电，扩展I/O模块上的4-20mA输出就是无源输出，需要回路供电，需要特别注意。