Ультразвуковые расходомеры измеряют воду или другие жидкости, а в некоторых случаях и газы, протекающие по трубам. Эти счетчики могут измерять как скорость, так и объемный расход жидкости. Они просты в использовании, потому что, в отличие от большинства типов расходомеров, ультразвуковые расходомеры зажимаются на трубах, а не устанавливаются внутри них, поэтому для их установки не нужно прерывать поток.
Существует два основных типа ультразвуковых расходомеров — расходомеры времени прохождения и доплеровские расходомеры. Оба типа зажимаются снаружи труб, но они различаются методом измерения расхода, и каждый метод имеет свои преимущества и недостатки. Транзитные расходомеры лучше работают для чистых жидкостей, в которых не так много пузырьков воздуха или твердых частиц. Доплеровские расходомеры, напротив, требуют, чтобы в жидкости были пузырьки или частицы для измерения потока, но они также требуют, чтобы жидкость двигалась с определенной скоростью или выше.
Ультразвуковые расходомеры времени прохождения, также называемые расходомерами передачи, используют принцип, называемый фазовым сдвигом. Два преобразователя, которые посылают и принимают ультразвуковые лучи, расположены на некотором расстоянии друг от друга на трубе. Счетчик измеряет количество времени, которое требуется энергии для движения в каждом направлении, и находит разницу между двумя временами. Эта разница прямо пропорциональна скорости жидкости, которая вычисляется расходомером каждый раз при измерении.
Ультразвуковые доплеровские расходомеры используют эффект Доплера, согласно которому частота звуковых волн зависит от как движутся источник и наблюдатель звука. Как и в измерителях времени прохождения, в доплеровских разновидностях используются два преобразователя, но один преобразователь только отправляет, а другой только принимает. Передающий преобразователь посылает лучи ультразвуковой энергии, а частицы или пузырьки в жидкости вызывают изменение частоты лучей. Этот сдвиг частоты измеряется приемным преобразователем и пропорционален скорости жидкости.
Ультразвуковые расходомеры универсальны, поскольку они могут измерять расход нескольких различных жидкостей, включая не только воду, но и сточные воды, масла и жидкости, образующиеся в результате промышленных процессов. Эти счетчики чаще всего используются для измерения расхода в трубах, но их также можно использовать для измерения расхода в открытых каналах. Это делается путем измерения уровня воды в канале, который затем можно соотнести с объемным расходом.
