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超声波流量计原理

时间:2010/10/15阅读:1071
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封闭管道用USF按测量原理分类有:①传播时间法;②多普勒效应法;③波束偏移法;④相关法;⑤噪声法。本文将讨论用得zui多的传播时间法和多普勒效应法的仪表。
传播时间法
声波在流体中传播,顺流方向声波传播速度会增大,逆流方向则减小,同一传播距离就有不同的传播时间。利用传播速度之差与被测流体流速之关系求取流速,称之传播时间法。按测量具体参数不同,分为时差法、相位差法和频差法。现以时差法阐明工作原理。
(1) 流速方程式
如图1所示,超声波逆流从换能器1送到换能器2的传播速度c被流体流速Vm所减慢,反之,超声波顺流从换能器2传送到换能器1的传播速度则被流体流速加快。  从中可以看出,相位差法本质上和时差法是相同的,而频率与时间有时互为倒数关系,三种方法没有本质上的差别。目前相位差法已不采用,频差法的仪表也不多。
(2) 流量方程式
传播时间法所测量和计算的流速是声道上的线平均流速,而计算流量所需是流通横截面的面平均流速,二者的数值是不同的,其差异取决于流速分布状况。因此,必须用一定的方法对流速分布进行补偿。此外,对于夹装式换能器仪表,还必须对折射角受温度变化进行补偿,才能的测得流量。

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