外卡式超声波流量计（Clamp-On Ultrasonic Flow Meter）是一种通过超声波技术实现非接触式流量测量的仪器，它的安装方式非常方便，传感器直接夹在管道外部，无需破坏管道。由于其安装便捷、维护成本低、测量精准等特点，外卡式超声波流量计广泛应用于各类工业领域，尤其是在市政、化工、石油、天然气、供水、供热等行业。
外卡式超声波流量计的工作原理
外卡式超声波流量计主要基于超声波时差法（Transit-Time Principle）进行工作，具体原理如下：
1.超声波发射与接收：
-外卡式流量计通过安装在管道外部的两个传感器发射和接收超声波信号。这些传感器一般为超声波换能器，分别位于管道的两侧。
2.超声波传播时差：
-当流体通过管道时，超声波的传播速度受到流体流速的影响。超声波从发射器到接收器的传播时间会根据流体流动方向的不同而有所变化。沿流动方向传播的超声波信号会加速，逆流方向传播的超声波信号会减慢。
3.测量时间差：
-流量计通过计算两次超声波信号传播的时间差来推算流速。流速的大小与时间差成正比，流速越大，时间差越明显。
4.计算流量：
-通过测量得出的流速，再结合管道的内径、流体的密度等因素，可以精确计算出流体的流量。
外卡式超声波流量计的特点
1.非接触式测量：
-外卡式流量计的超声波传感器直接安装在管道外部，无需与流体接触。这种非接触式的测量方式避免了因管道腐蚀、结垢或流体污染带来的问题，延长了设备的使用寿命。
2.安装简便、无需破坏管道：
-与传统的插入式流量计或其他类型的流量计不同，外卡式超声波流量计无需对管道进行切割或破坏。只需将传感器夹在管道外部，连接信号线即可进行测量，大大减少了安装和维护的难度与成本。
3.适应多种管道材料和尺寸：
-外卡式流量计适用于不同材质（如钢管、铝管、塑料管等）的管道，且可以适应不同管径的测量需求。它的应用非常灵活，可以广泛应用于各种现场条件。
4.无需维护、低运营成本：
-外卡式超声波流量计无活动部件，因此几乎不需要维护。它的稳定性高，长期运行的维护成本相对较低。
5.高精度和可靠性：
-通过精确的时差测量，外卡式超声波流量计可以提供高精度的流量数据。其测量范围广，可以适应大多数流体的流量测量需求。
外卡式超声波流量计的应用
外卡式超声波流量计广泛应用于以下领域：
1.市政供水和排水：
-用于测量城市供水管网、污水处理厂、雨水排放系统等的流量。由于它安装方便且非侵入式，特别适用于一些不能切割或破坏管道的应用场合。
2.石油和天然气行业：
-在石油管道和天然气输送管道中进行流量监控，外卡式超声波流量计能够应对多种液体和气体的流量测量，特别适用于输油管道和天然气管道。
3.化工和制药行业：
-用于化学工艺中流体的流量监测，尤其是一些腐蚀性或有毒有害流体。外卡式流量计由于没有直接与流体接触，因此不会受到腐蚀性化学物质的影响。
4.暖通空调（HVAC）系统：
-在供热、供冷和通风系统中，外卡式超声波流量计用于测量热水、冷水、蒸汽等流体的流量。它的高准确度和低维护要求使其在这些系统中应用广泛。
5.食品和饮料行业：
-在食品加工、饮料生产等过程中，需要精确控制流体流量，外卡式超声波流量计能够提供准确的测量数据，且不会影响流体本身的质量。
6.环境监测：
-用于污水处理厂、河流、湖泊等环境水体的流量测量，有助于评估水体流动和污染扩散情况。
外卡式超声波流量计的优势
1.无侵入性：外卡式超声波流量计通过夹在管道外部进行测量，避免了流体与设备的直接接触，因此能够有效减少管道腐蚀、污染以及维护成本。
2.安装快捷：由于无需切割管道，外卡式流量计的安装过程通常非常简单快捷，适合于各种环境中快速部署。
3.高测量精度：凭借超声波时差原理，外卡式流量计可以提供高精度的流量数据，特别适合在多变的管道环境和流体条件下使用。
4.适用性广泛：该类型流量计适用于多种管道材料和各种管径，甚至可以适应一些不规则管道的流量测量。
5.低维护：由于没有移动部件，外卡式超声波流量计的长期稳定性高，运行时几乎不需要维护，使用寿命长。
外卡式超声波流量计的局限性
1.对流体清洁度要求较高：外卡式流量计适用于较清洁的流体。若流体中含有大量气泡、固体颗粒或其他杂质，可能影响测量精度，虽然可以通过多普勒超声波流量计来解决这一问题。
2.管道壁厚和流速的影响：管道壁厚和流速可能会影响超声波信号的传输，需要在安装时进行适当的校准。
3.测量精度可能受环境因素影响：极端的温度变化、管道振动等可能会对测量结果造成一定影响，因此需要进行相应的现场适配和校准。
外卡式超声波流量计凭借其非接触式测量、高精度、易安装、低维护等优势，成为了工业和市政流量监测中非常理想的工具。它适用于多种管道和流体的流量测量，尤其在一些复杂、无法直接接触的流体环境中表现尤为出色。对于需要快速部署、精准测量、并且注重长期稳定性的应用，外卡式超声波流量计是非常好的选择。
