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超聲波流量計的基本原理及類(lèi)型
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時(shí)間：2013-09-09
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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超聲波流量計的電子線(xiàn)路包括發(fā)射、接收、信號處理和顯示電路。測得的瞬時(shí)流量和累積流量值用數字量或模擬量顯示。
根據對信號檢測的原理，目前超聲波流量計大致可分傳播速度差法(包括：直接時(shí)差法、時(shí)差法、相位差法、頻差法)波束偏移法、多普勒法、相關(guān)法、空間濾波法及噪聲法等類(lèi)型，如圖所示。其中以噪聲法原理及結構最簡(jiǎn)單，便于測量和攜帶，價(jià)格便宜但準確度較低，適于在流量測量準確度要求不高的場(chǎng)合使用。由于直接時(shí)差法、時(shí)差法、頻差法和相位差法的基本原理都是通過(guò)測量超聲波脈沖順流和逆流傳報時(shí)速度之差來(lái)反映流體的流速的，故又統稱(chēng)為傳播速度差法。其中頻差法和時(shí)差法克服了聲速隨流體溫度變化帶來(lái)的誤差，準確度較高，所以被廣泛采用。按照換能器的配置方法不同，傳播速度差撥又分為：Z法(透過(guò)法)、V法(反射法)、X法(交叉法)等。波束偏移法是利用超聲波束在流體中的傳播方向隨流體流速變化而產(chǎn)生偏移來(lái)反映流體流速的，低流速時(shí)，靈敏度很低適用性不大．多普勒法是利用聲學(xué)多普勒原理，通過(guò)測量不均勻流體中散射體散射的超聲波多普勒頻移來(lái)確定流體流量的，適用于含懸浮顆粒、氣泡等流體流量測量。相關(guān)法是利用相關(guān)技術(shù)測量流量，原理上，此法的測量準確度與流體中的聲速無(wú)關(guān)，因而與流體溫度，濃度等無(wú)關(guān)，因而測量準確度高，適用范圍廣。但相關(guān)器價(jià)格貴，線(xiàn)路比較復雜。在微處理機普及應用后，這個(gè)缺點(diǎn)可以克服。噪聲法(聽(tīng)音法)是利用管道內流體流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的噪聲與流體的流速有關(guān)的原理，通過(guò)檢測噪聲表示流速或流量值。其方法簡(jiǎn)單，設備價(jià)格便宜，但準確度低。 
以上幾種方法各有特點(diǎn)，應根據被測流體性質(zhì)．流速分布情況、管路安裝地點(diǎn)以及對測量準確度的要求等因素進(jìn)行選擇。一般說(shuō)來(lái)由于工業(yè)生產(chǎn)中工質(zhì)的溫度常不能保持恒定，故多采用頻差法及時(shí)差法。只有在管徑很大時(shí)才采用直接時(shí)差法。對換能器安裝方法的選擇原則一般是：當流體沿管軸平行流動(dòng)時(shí)，選用Z法；當流動(dòng)方向與管鈾不平行或管路安裝地點(diǎn)使換能器安裝間隔受到限制時(shí)，采用V法或X法。當流場(chǎng)分布不均勻而表前直管段又較短時(shí)，也可采用多聲道(例如雙聲道或四聲道)來(lái)克服流速擾動(dòng)帶來(lái)的流量測量誤差。多普勒法適于測量?jì)上嗔?，可避免常規儀表由懸浮?；驓馀菰斐傻亩氯?、磨損、附著(zhù)而不能運行的弊病，因而得以迅速發(fā)展。隨著(zhù)工業(yè)的發(fā)展及節能工作的開(kāi)展，煤油混合(COM)、煤水泥合(CWM)燃料的輸送和應用以及燃料油加水助燃等節能方法的發(fā)展，都為多普勒超聲波流量計應用開(kāi)辟廣闊前景。(end)
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