超聲波流量傳感器的結(jié)構(gòu)主要由安裝在測量管道上的（或由換能器和測量管組成的超聲流量傳感器）和轉(zhuǎn)換器組成。轉(zhuǎn)換器在結(jié)構(gòu)上分為固定盤裝式和便攜式兩大類。換能器和轉(zhuǎn)換器之間由專用信號傳輸電纜連接，在固定測量的場合需在適當(dāng)?shù)牡胤窖b接線盒。夾裝式換能器通常還需配用安裝夾具和耦合劑。
國產(chǎn)超聲波流量計—特點
1）超聲波換能器可以安裝在管道外壁上，不會對管內(nèi)流體的流動帶來影響，實現(xiàn)不接觸測量；可以解決其他流量傳感器難以測量的強(qiáng)腐蝕性、非導(dǎo)電性、放射性流體的流量測量；
2）夾裝式換能器的超聲波流量傳感器可無需停流截管安裝，只要在管道外部安裝換能器即可；
3）超聲波流量測量為無流動阻撓測量，無額外壓力損失。；
4）量程范圍寬，其范圍度一般可達(dá)20：1；
5）根據(jù)管道直徑設(shè)置足夠長的直管段；
6）流量傳感器的儀表系數(shù)是可從實際測量管道及聲道等幾何尺寸計算求得的，既可采用干法標(biāo)定，除帶測量管段式外一般不需作實流校驗。在無法實現(xiàn)實流校驗的情況下可優(yōu)先選擇超聲波流量傳感器。
7）流速沿管道的分布情況會影響測量結(jié)果，超聲波流量計測得的流速與實際平均流速之間存在一定差異，而且與雷諾數(shù)有關(guān)，需要進(jìn)行修正。
但是流體的聲速是溫度的函數(shù)，流體的溫度變化會引起測量誤差；只能用于清潔液體和氣體，不能測量懸浮顆粒和氣泡超過某一范圍的液體；外夾裝換能器的超聲波流量傳感器不能用于場合：襯里或結(jié)垢太厚的管道，否則帶來較大的流量誤差；不能用于襯里（或銹層）與內(nèi)管壁剝離的管道，因為有氣體會嚴(yán)重衰減超聲信號，不能用于銹蝕嚴(yán)重的管道，因為銹蝕會改變超聲傳播路徑。
國產(chǎn)超聲波流量計—多普勒流量測量
多普勒流量測量所依據(jù)的原理是物理學(xué)中的多普勒效應(yīng)。多普勒效應(yīng)描述為：波源與觀察者相對于介質(zhì)都是靜止的，觀察者接受到的波的頻率與波源的頻率相同。如果波源或觀察者或兩者同時相對于介質(zhì)運動時，觀察者接受到的波的頻率和波源的頻率就不相同了。
國產(chǎn)超聲波流量計—超聲波多普勒流量測量原理
多普勒流量測量是利用聲學(xué)多普勒效應(yīng)進(jìn)行流量測量的，波源為超聲波發(fā)射換能器，觀察者為超聲波接收換能器。
將多普勒效應(yīng)直接應(yīng)用于流速測量，無異于要求發(fā)射器和接收器二者之一必須隨同被測流體一起運動，但這是不現(xiàn)實的。為了利用多普勒效應(yīng)測量流速，必須使發(fā)射器和接收器都固定，而充分利用流體中的隨流體一起運動的顆粒。
當(dāng)超聲波發(fā)射換能器向被測流體發(fā)射固定頻率的超聲波，由于流體中的懸浮粒子或氣泡（稱為散射體）對聲波的散射作用，接收換能器接收到的是散射體所產(chǎn)生的散射波，其頻率與被測流體的流速有關(guān)，通過測量發(fā)射波和接收波的頻率差，可以計算出被測流體的流速和流量。多普勒流量傳感器為反射式流量傳感器，只有當(dāng)超聲波能被流體中的顆粒或氣泡反射回來時，才能進(jìn)行測量。
國產(chǎn)超聲波流量計—非滿管超聲波流量傳感器
對于非滿管的流體，如果使用電磁流量傳感器則必須在管道的截面至少增加兩對電極，而測量精度也較差。而利用超聲波則可方便地對非滿管流體的流量進(jìn)行。美國dynasonics非滿管式超聲波流量傳感器由液位傳感器和流速傳感器組成。它的測量原理是：
液位傳感器向管道中發(fā)射出超聲波脈沖，并且準(zhǔn)確接收反射脈沖，從而根據(jù)往返的傳播時間 和超聲波在水中的傳播速度 得到液位高度 ，從而計算出流體的橫截面。
流速傳感器向管道液體中發(fā)射超聲波脈沖，并且準(zhǔn)確接收反射脈沖。利用多普勒原理，脈沖在流體中的頻率變化值 和流速 成正比。
即 得到流速值
根據(jù)體積流量 =流體橫截面×流速。
該非滿管式流量傳感器的精度高，可達(dá)±2%滿量程；重復(fù)性好，為滿量程的±1%；使用于200-3000mm 管徑內(nèi)徑的流量測量。
特點
1）多普勒超聲波流量傳感器具有一般超聲波流量傳感器的優(yōu)點；
2）多普勒超聲波流量傳感器可測量固相含量較多或含有氣泡的液體，不能用于不含固體微?；驓馀莸牧黧w的流量測量；
3）實際上多普勒頻移信號來自速度參差不一的散射體，而所測得各散射體速度和載體液體平均流速間的關(guān)系也有差別。其他參量如散射體粒度大小組合與流動時分布狀況，散射體流速非軸向分量，聲波被散射體衰減程度等均影響頻移信號；
4）測量準(zhǔn)確度易于受流體中散射體的濃度、大小、流動狀態(tài)等因素的影響，需要進(jìn)行現(xiàn)調(diào)校。
國產(chǎn)超聲波流量計—微波多普勒流量測量
微波多普勒流量傳感器可用于測量封閉輸送管道中的流體、粉末或顆粒的流速和流量。它具有響應(yīng)速度快、不影響流動場、牢固可靠等優(yōu)點。
微波多普勒流量傳感器是利用聲學(xué)多普勒效應(yīng)進(jìn)行流量測量的。當(dāng)由微波天線對準(zhǔn)被測管道發(fā)射一束頻率一定的微波時，管道內(nèi)運動流體中的微粒、氣泡或兩相流中的運動微粒都會對微波產(chǎn)生散射，由接收天線接收到的發(fā)射微波頻率與發(fā)射頻率不同，其差值稱為多普勒頻移。
當(dāng)微波的傳播速度遠(yuǎn)大于物體的運動速度時，微波多普勒頻移正比于運動微粒的運動速度。由于微粒運動的隨機(jī)性，接收天線獲得的多個微粒的多個頻率的頻差信號，經(jīng)過混頻后得到多普勒頻移信號。該頻移正比于微粒流速，也就是流體的流速。
此外在氣粉兩相流的測量中，由于散射波的功率信號與粉粒的濃度存在一定關(guān)系，所以，采用一定的方法對散射波進(jìn)行處理，不僅能夠測量被測流體的流速，還可以得到關(guān)于流體混合物濃度的信息。
國產(chǎn)超聲波流量計—激光多普勒流量測量
激光多普勒流量測量是利用運動物體散射光線的光學(xué)多普勒效應(yīng)進(jìn)行流量測量的，波源為光源，觀察者為光接收器。當(dāng)激光照射到跟隨流體一起運動的微粒上時，激光被運動著的微粒所散射。和入射光的頻率相比較，散射光的頻率有正比于流體速度的頻率偏移，測量這個頻率偏移，就可以測得流體速度。
為了利用多普勒效應(yīng)測量流速，必須使光源和光接收器都固定，而充分利用流體中的隨流體一起運動的微粒。由于微粒對入射光的散射所用，當(dāng)它接收到頻率為 的入射光的照射之后，也會以一定的頻率向四周散射。這樣隨流體一起運動著的微粒既作為入射光的光源，又作為散射光的光光源，向固定的光接收器發(fā)射出散射。固定的光接收器所接收到的微粒散射光頻率，將不同于光源發(fā)射出的光頻率，兩者之間同樣會產(chǎn)生的多普勒頻移。
只要入射激光波長一定，入射光與微粒到光接收器的散射光方向之間的夾角一定時，那么，多普勒頻移與微粒成簡單的線性關(guān)系。測量多普勒頻移，可求得運動速度，從而乘以管道截面積就可得出流體的瞬時體積流量。
激光多普勒技術(shù)具有非接觸測量、不干擾測量對象、測量裝置可遠(yuǎn)離被測流體、空間分辨率高等優(yōu)點，可用于測量某些不適于或不可能用其他方法來測量的流體速度或湍流。
激光多普勒測速技術(shù)是流體力學(xué)中已經(jīng)廣泛應(yīng)用的測量技術(shù)，它具有分辨率高、沒有電感應(yīng)噪聲等優(yōu)點?？稍诖嘶A(chǔ)上采用光纖傳輸，將大大改善多普勒光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，使其變得靈活和小型化，從而使系統(tǒng)工作更可靠，提高測量的分辨能力。
