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超声波流量计作业原理

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超声波流量计作业原理
超声波在活动的流体中传达时就载上流体流速的信息。因此经过接收到的超声波就能够检测出流体的流速,然后换算成流量。超声脉冲穿过管道从一个传感器抵达另一个传感器,就像一个渡船的船夫在横渡一条河。当气体不活动时,声脉冲以一样的速度(声速,C)在两个方向上传达。若是管道中的气体有必定流速V(该流速不等于零),则顺着活动方向的声脉冲会传输得快些,而逆着活动方向的声脉冲会传输得慢些。这样,顺流传输时刻tD会短些,而逆流传输时刻tU会长些。这里所说的长些或短些都是与气体不活动时的传输时刻比较而言;依据检测的办法,可分为传达速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪声法及有关法等不一样类型的超声波流量计。起声波流量计是近十几年来跟着集成电路技能迅速展开才开端运用的一种。

依据对信号检测的原理,当前超声波流量计大致可分传达速度差法(包含:直接时差法、时差法、相位差法、频差法)波束偏移法、多普勒法、有关法、空间滤波法及噪声法等类型。其间以噪声法原理及布局最简略,便于丈量和带着,报价便宜但准确度较低,适于在流量丈量准确度需求不高的场合运用。

因为直接时差法、时差法、频差法和相位差法的基本原理都是经过丈量超声波脉冲顺流和逆流传报时速度之差来反映流体的流速的,故又统称为传达速度差法。其间频差法和时差法战胜了声速随流体温度改变带来的差错,准确度较高,所以被广泛选用。依照换能器的装备办法不一样,传达速度差拨又分为:Z法(透过法)、V法(反射法)、X法(穿插法)等。

波束偏移法是使用超声波束在流体中的传达方向随流体流速改变而发生偏移来反映流体流速的,低流速时,灵敏度很低适用性不大.

多普勒法是使用声学多普勒原理,经过丈量不均匀流体中散射体散射的超声波多普勒频移来断定流体流量的,适用于含悬浮颗粒、气泡等流体流量丈量。

有关法是使用有关技能丈量流量,原理上,此法的丈量准确度与流体中的声速无关,因此与流体温度,浓度等无关,因此丈量准确度高,适用范围广。但有关器报价贵,线路比较复杂。在微处理机遍及运用后,这个缺陷能够战胜。

噪声法(听音法)是使用管道内流体活动时发生的噪声与流体的流速有关的原理,经过检测噪声表明流速或流量值。其办法简略,设备报价便宜,但准确度低。          

以上几种办法各有特点,应依据被测流体性质.流速散布状况、管路装置地址以及对丈量准确度的需求等要素进行挑选。通常说来因为工业生产中工质的温度常不能坚持稳定,故多选用频差法及时差法。只要在管径很大时才选用直接时差法。对换能器装置办法的挑选准则通常是:当流体沿管轴平行活动时,选用Z法;当活动方向与管铀不平行或管路装置地址使换能器装置距离受到限制时,选用V法或X法。当流场散布不均匀而表前直管段又较短时,也可选用多声道(例如双声道或四声道)来战胜流速扰动带来的流量丈量差错。多普勒法适于丈量两相流,可防止惯例外表由悬浮粒或气泡形成的阻塞、磨损、附着而不能运转的弊端,因此得以迅速展开。跟着工业的展开及节能作业的展开,火油混合(COM)、煤水泥合(CWM)燃料的运送和运用以及燃料油加水助燃等节能办法的展开,都为多普勒超声波流量计运用拓荒宽广远景。