TDS便攜式聲波流量計 由聲波換能器、電子線路及流量顯示和累積系統(tǒng)三部分組成。聲波發(fā)射換能器將電能轉(zhuǎn)換為聲波能量，并將其發(fā)射到被測流體中，接收器接收到的聲波信號，經(jīng)電子線路放大并轉(zhuǎn)換為代表流量的電信號供給顯示和積算儀表進行顯示和積算。這樣就實現(xiàn)了流量的檢測和顯示。
TDS便攜式聲波流量計 常用壓電換能器。它利用壓電材料的壓電效應(yīng)，采用適出的發(fā)射電路把電能加到發(fā)射換能器的壓電元件上，使其產(chǎn)生聲波振勸。聲波以某一角度射入流體中傳播，然后由接收換能器接收，并經(jīng)壓電元件變?yōu)殡娔埽员銠z測。發(fā)射換能器利用壓電元件的逆壓電效應(yīng)，而接收換能器則是利用壓電效應(yīng)。
TDS便攜式聲波流量計 換能器的壓電元件常做成圓形薄片，沿厚度振動。薄片直徑過厚度的10倍，以振動的方向性。壓電元件材料多采用鋯鈦酸鉛。為固定壓電元件，使聲波以合適的角度射入到流體中，需把元件故人聲楔中，構(gòu)成換能器整體(又稱探頭)。聲楔的材料不要求強度高、耐老化，而且要求聲波經(jīng)聲楔后能量損失小即系數(shù)接近1。常用的聲楔材料是玻璃，因為它透明，可以觀察到聲楔中壓電元件的組裝情況。另外，某些橡膠、塑料及膠木也可作聲楔材料。
TDS便攜式聲波流量計 的電子線路包括發(fā)射、接收、信號處理和顯示電路。測得的瞬時流量和累積流量值用數(shù)字量或模擬量顯示。
圖1聲波流量計測流原理圖
設(shè)靜止流體中聲速為c，流體流動速度為v，把一組換能器P1、P2與管渠軸線安裝成θ角，換能器的距離為L。從P1到P2順流發(fā)射時，聲波傳播時間t1為：
從P2到P1逆流發(fā)射時，聲波的傳播時間t2為：
一般c>>v，則時差為：
單聲道測試系統(tǒng)只適用于小型渠道水位和流速變化不大的場合。大型渠道水面寬、水深大，其流速縱橫變化也較大，須采用多聲道聲波測流才能獲得準確的流量值，見圖2。應(yīng)用公式(5)、(6)可測得流量Q。
以上各式中：d為垂直于水流方向上兩換能器之間水平投影的距離，為聲道數(shù)，S為兩聲道之間的過水斷面面積。
