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超声波流量计的原理-大连BCgame

来源:本站 发布时间:2020-09-20
超声波流量计原理
 
超声波在流动的流体中传播时,携带着流体速度的信息,因此,通过接收到的超声波可以检测到流体的流速,并将其转换成流量。超声波脉冲从一个传感器穿过管道到另一个传感器,就像渡船船夫过河一样。当气体不流动时,声脉冲以相同的速度传播(声速,C)在两个方向上传播。如果管内气体具有一定的速度V(速度不等于零),则沿流动方向的声脉冲会传播得更快,而与流动相反方向的声脉冲则会传播得更慢。这里所说的较长或较短是与气体不流动时的传输时间相比;根据检测方式的不同,可分为传播速度差法,多普勒法,波束偏移法,噪声法和相关法等不同类型的超声波流量计。

 超声波流量计的原理-大连BCgame
 
根据信号检测原理,超声波流量计可分为传播速度差法(包括直接时差法、时差法、相位差法、频差法)、波束偏移法、多普勒法、相关法、空间滤波法和噪声法,其中噪声法的原理和结构最简单,易于测量和携带,价格低廉,精度低,适用于流量测量精度不高的场合。
 
超声波流量计
 
由于直接时差法,时差法,频差法和相位差法的基本原理都是通过测量超声脉冲顺流与逆流传输时间的速度差来反映流体的速度,所以又称传播速度差法。"频差法和时差法克服了声速随流体温度变化带来的误差,且精度较高,因此应用广泛。透射速度差分为Z法(透射法),V法(反射法),X法(交叉法)等。波束偏移法利用超声波束在流体中的传播方向随流体速度的变化而产生的偏差来反映流体速度。在低速时,灵敏度很低。多普勒法是利用声学多普勒原理,通过测量散射体在不均匀流体中散射的超声多普勒频移来确定流体流量的方法。适用于含悬浮颗粒和气泡的流体流速的测量。相关法是利用相关技术测量流量。从原理上讲,该方法的精度与流体中的声速无关,因此与流体温度和浓度无关,因此测量精度高,适用范围广。但相关器件价格昂贵,线路较为复杂。这一缺点在微处理器普遍应用后可以克服。噪声法(听音法)是基于流体在管道中流动所产生的噪声与流体的流速有关的原理。
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