超聲波流量計(jì)的測(cè)量原理可分為速度差法,射束位移法和多普勒效應(yīng)法等。不同的測(cè)流方法也用不同的流量計(jì)算公式,下面就由蘇州三泰測(cè)控的技術(shù)小哥,帶大家一起來(lái)了解一下速度差法超聲波流量計(jì)流量計(jì)算公式 ,探討超聲波流量計(jì)計(jì)算方法是什么。
圖左為超聲波在順逆流中的傳播情況,F為發(fā)射換能器,J為接收換能器;右為超聲波在管壁間的傳播。
超聲波流量計(jì)流量計(jì)換算方法
1、時(shí)間差法
假設(shè)靜止流體中的聲速為c,流體速度w,流體靜止時(shí)超聲軌跡與管道軸線之間的夾角為θ,管道直徑為d,則:
(1) 順流傳播時(shí)間為:
(2)逆流傳播時(shí)間為:
公式中是超聲波在管壁內(nèi)和電脈沖信號(hào)在電路中傳輸所產(chǎn)生的的滯后時(shí)間。
(3)時(shí)間差:
因?yàn)?/span>,因此:
(4) 流量公式:
當(dāng)然,這其中也存在兩個(gè)小問(wèn)題,一是聲速c受介質(zhì)溫度、密度等變化的影響,且聲速的溫度系數(shù)并非常數(shù)。因此,當(dāng)聲速變化時(shí),由此產(chǎn)生的流量測(cè)量的相對(duì)誤差將等于聲速相對(duì)誤差的兩倍;二是時(shí)間差如果要保證1%的準(zhǔn)確度,則要求測(cè)量時(shí)間△t達(dá)到0.01μ/ s的準(zhǔn)確度,所以對(duì)電子線路的要求很高,并且限制了測(cè)量流速的下限。
以上就是利用時(shí)間差法來(lái)?yè)Q算流量的方法,下面一起看一下相位差法怎么看超聲波流量計(jì)換算方法。
(時(shí)間差法超聲波流量計(jì))
2、相位差法
如果換能器發(fā)射連續(xù)超聲波或者發(fā)射周期較長(zhǎng)的脈沖波列,則在順流和逆流發(fā)射時(shí)接收到的信號(hào)之間就產(chǎn)生了相位差,而,則流速公式為:
公式中,為角頻率,為順流和逆流發(fā)射時(shí)接收到的超神波信號(hào)之間的相位差。由此可見(jiàn),相位差和頻率成正比,頻率越高,測(cè)量的靈敏度也越高。采用相位差法介意消除聲速的影響。
3、頻率差法
超聲波流量計(jì)的換算方法還有哪些?超聲波流量計(jì)一側(cè)的換能器產(chǎn)生的聲波脈沖穿過(guò)管壁、流體、管壁,并由另一側(cè)的換能器接收轉(zhuǎn)化為電脈沖,經(jīng)過(guò)放大后再用此電脈沖來(lái)激發(fā)對(duì)面的換能器,形成單環(huán)自激振蕩,震蕩周期由超聲波在流體中的傳播速度決定,周期的倒數(shù)即單環(huán)頻率。一段時(shí)間以后,切換電路使發(fā)射換能器切換成接收換能器,接收換能器切換成發(fā)射換能器,測(cè)出單環(huán)頻率,如此循環(huán)交替測(cè)出f1,f2 。
體積流量qv與頻率差△f之間的關(guān)系為:
公式中,K為流量修正系數(shù);f0為超聲波基準(zhǔn)頻率。
綜上所述,超聲波流量計(jì)實(shí)際上測(cè)量的是流體的速度,因此難免會(huì)受到流體速度分布不均的影響,因此會(huì)有10D和5D(D為被測(cè)管道周長(zhǎng))的直管段長(zhǎng)度要求。上述三種就是速度差法超聲波流量計(jì)流量計(jì)換算方法 。如果對(duì)超聲波流量計(jì)感興趣,歡迎關(guān)注 蘇州三泰測(cè)控!
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