1　超声波测量法的原理
　　超声波测量法的原理是应用单(交叉)截面多声道加权时差法测流，如图1和图2。由图1可以得到线平均流速公式：

图1　超声波测流原理图

图2　交叉断面(8声道)测流原理图

式中　　_l——线平均流速；
　　　　t₁——正向传播时间；
　　　　t₂——逆向传播时间；
　　　　l——声波长；
　　　　θ——声路与流向的夹角。
　　超大管径、超大流量管道的管中流态分布复杂多变，线平均流速不能反映循环水的实际流速，也很难找出线平均流速和面平均流速间相关系数。为实现对超大流量的高精度测量，采用多声道测量方法，如图2所示。从其原理图可以得出流量的面平均流速公式：

由此可知，流量

Q=S^._S

式中　n——声路数；
　　　k_i——第i道加权因数；
　　　v_i——第i道线平均流速；
　　　Q——断面通过流量；
　　　S——管道横截面面积。

2　仪器的选择
　　超大流量超声波测流计，国内南瑞自动化总公司已于90年代初开发和研制出专用于大流量、高精度测量的SJ-911型多路超声流量计，测量精度达到±0.5%。该超声波流量计通过了原能源部技术鉴定，并在黄龙滩水电站进行的现场对比试验获得成功。南瑞流量计的测量结果与国外权威性的产品非常接近，在相同工况下测量值两者相差不超过±0.5%。自投入使用以来，已在全国十多个工程超过60条大流量淡水管道或涵洞中得到应用，运行情况良好。目前尚无海水使用方面的业绩。但超声波用于海水测量不需要专门技术鉴定，除考虑海水属性外，技术上与测量淡水没有什么区别。但SJ-911型流量计的设计和生产考虑到了海洋环境条件，直接与海水接触的超声波换能器等所有的部件均用抗海水腐蚀的材料制造，可经受海水的长期腐蚀，所以SJ-911型流量计同样适合于高精度的大流量海水测量。

3　超声波测量法特点
　　a)能对流量进行实时连续监测。测量过程由计算机自动控制，测量结果能自动打印并带有标准通信接口，可与控制系统直接连接，实现实时显示控制。
　　b)无插入流体的测量部件，不破坏原有流场，并可在不停机情况下对流量计进行检修和拆装，也可在不停机情况下根据需要投入测量。
　　c)流量测量只需在一个截面进行。要求的上、下游直管道短，测度精度高，其绝对测量精度可达±0.5%，工作稳定可靠。
　　d)可测量管径大，最大可达15m；通用性程度高，明管、暗管、钢管、砼管、涵洞均可测量。
　　e)测量装置不仅可用于性能考核流量测量，还可用于大修叶轮(如有的话)后的流量，以检验新叶轮的性能。另外，一期工程的测量装置还可以在将来二期工程时实现资源共享。
　　f)测量方法的技术较成熟，设备的性能价格比好。

4　超声波测量的可行性
　　广东岭澳核电站循环水排水管有近150 m的直管段，具有理想的超声测量条件。超声波测流换能器有两种型式——外插型和内装型。外插式具有维修、清洗方便，可不停机进行拆装，接触海水时间短、耐腐蚀性好和无海生物滋生问题(只在测量时插入)等优点，但对广东岭澳涵洞式排管沟来说，安装较为复杂，要在存度仅为900 mm的墙上开深度10m以上的安装井，结构允许的最小井宽仅为600 mm。不仅安装拆卸空间过小，拆装台布置困难，而且探头安装钢箱与混凝土连接处易产生漏水。由于总平面布置已定，总体设计已完成，采用外插式在结构上难以实现，并且南瑞公司的外插式换能器以往只用在钢管上，未有混凝土管使用外插式换能器经验，因此只能采用内装式换能器。内装式的特点刚好和外插式相反，安装简单，但可能滋生海生物，清洗需停机并将管道排水廊道的存水抽干方可进行，如有必要可在每年换料大修期内进行清洗。另一需要加以注意的问题是海水腐蚀。因为内装超声波换能器长期在流动海水中，超声波换能器及安装件应该用具有耐腐蚀性能的材料。南瑞自动化总公司表示可以提供合适的超声波换能器材料，并且新的超声波换能器材料不会影响测量精度。换能器的导线引出套管可采用埋入混凝土管壁的方式，既可减轻腐蚀又能消除了对流场的扰动。根据广东岭澳核电站的特点，采用内装式超声波换能器进行超声波测流是完全可行的。