时差法USF测速原理由于流体的作用，声波传播速度在顺流方向会增大，逆流方向会减小，同一传播距离在顺流和逆流方向会有不同的传播时间。利用传播时间之差就可以计算出被测流体流速，进而计算出流体的流量。

如所示，超声波从换能器A1发送到换能器B1逆流时的传播速度c被流体流速Vm所减慢，为：l/t12=c-VmcosA（1）反之，超声波从换能器B1传送到换能器A1顺流时的传播速度c则被流体流速Vm加快，为：l/t21=c+VmcosA（2）式（2）减去式（1），得：l/t21-l/t12=2VmcosA，则流体流速Vm为：Vm=l（1/t21-1/t12）/2cosA式中l超声波在换能器A1、B1之间传播路径的长度，m；A流体流向与超声波传播方向的夹角；t12超声波从换能器A1到换能器B1的传播时间，s；t21超声波从换能器B1到换能器A1的传播时间，s；c超声波在静止流体中的传播速度，m/s；Vm流体通过换能器A1、B1之间声道上的平均流速，m/s.

l、A现场用经纬仪实测，t12、t21由主机自动测量。求出流体流速Vm后，进而可求得流体流量。所示的换能器采用的是双体备份，即超声波路径有四种单元组合：A1到B1，A2到B1，A1到B2，A2到B2.这给检修带来好处，如一个换能器损坏，可在主机上设置，改变路径，流量计照样可以运用。目前基本上均是运用这种双体备份的换能器。

所示只是单声路超声波流量计，要更精确地测量大流量，必须采用多声路超声波流量计。多声路超声波流量计就是在压力钢管内交叉布置多对超声波流量计，具体数量则视压力钢管直径和现场情况来确定，其数量和布置方式直接影响测量精度（一般内径大于3m的压力钢管，宜采用8声路）。

每对超声波流量计测出的速度值，经过工控机加权积分计算，得出精度相当高的流量值。超声波流量计具有以下特点：（1）以声测流，不扰流，不影响管道正常工作；（2）测量精度高，高者可达到05%，对直管段长度无严格要求；（3）工作稳定可靠；（4）通用性强；（5）自动化程度高；（6）有一套能保证测量精度的实用安装方法。

超声波流量计系统构成系统主要由主机、端子箱、控制箱、换能器、穿缆器及相应软件等组成。主机主机为一彩色液晶屏一体化工控机，内装模块，控制超声波的发射接收系统。该系统经串口接收工控机参数并将测得结果送给工控机处理计算，最后显示或打印，也可上传给机组LCU.

端子箱转接射频电缆，方便日后维修。控制箱在主机控制下，负责超声波发射、接收，并将信号数据与信号状况转换成RS485通讯信号上传到主机。换能器采用内敷式换能器，多声道交叉布置，安装在管道内壁，将声波信号通过射频电缆传送至端子箱和控制箱。一般内敷式换能器及引出电缆都采用双体备份结构以延长检修周期。选择时要注意其耐压能力能否满足机组甩负荷时的钢管压力上升要求。

穿缆器因压力钢管内水压很高，为防止泄漏，必须在电缆出管道处安装穿缆器，增强密封性能。软件所用模块化结构，可根据使用要求灵活配置。

除有基本的流量测量软件外，为了提高测量精度和工作可靠性，还配置了一些特殊功能软件，如声波信号质量甑别和处理软件、自检和在线诊断软件、软件滤波、与看门狗电路相适应的自恢复程序等。

安装与调试（1）换能器安装在压力钢管内蝶阀上游侧，保证测量中心上游至少有7D的直管段，下游至少有2D的直管段（D为压力钢管内径）。如此安装水流比较平稳，测量才能准确。（2）先用经纬仪测点，定出换能器的位置。注意换能器安装处必须避开压力钢管的接口和焊缝；再焊接换能器的底座，安装换能器。（3）换能器电气配管布设，不采用支架，而是直接固定在管壁上，但要注意其焊接长度，保证其强度能经受高速水流的冲涮。

结束语对于水电站机组流量的测量，一般方法很难做到在线、精确地测得绝对流量值。而多声路超声波流量计适用于水压（主要看机组甩负荷时水压）不超过5MPa、流速大于03m/s、管径0515m的水流流量测量，且精度可达到05%.它可以较好地解决流态分布、信号处理和现场安装维护等技术难题，实现大流量稳定准确的测量，是目前水电站用于测量机组流量的理想测量仪器。中国粮油仪器网 http://www.grainyq.com/