超聲波流量計是近幾十年隨著集成電路技術才發(fā)展起來的一種利用超聲波對管道內(nèi)液體流量進行計量的非接觸式儀表,廣泛應用于工農(nóng)業(yè)、水利、水電等領域。
一、基本原理
超聲波流量計的核心部件是超聲波流量傳感器,它是一種液體介質(zhì)超聲波傳感器。當超聲波流量傳感器發(fā)出的超聲波脈沖與液體流動方向同向或反向傳播時,超聲波在液體中的傳播速度會相應地加快或變慢,因此,超聲波從發(fā)射端到達接收端的時間會隨著液體流速的變化而發(fā)生變化。利用這種現(xiàn)象,超聲波流量計可以探測管道中的液體流速,從而實現(xiàn)對管道內(nèi)液體流量的計量。
二、檢測方式
根據(jù)對信號檢測的原理,超聲波流量計大致可分時差法、波束偏移法和多普勒法等不同類型的流量計量方法。
1、時差法
時差法測量流體流量的原理是利用聲波在流體中傳播時因流體流動方向不同而傳播速度不同的特點,測量它的順流傳播時間和逆流傳播時間的差值,從而計算流體流動的速度和流量。由于時差法克服了聲速隨流體溫度變化帶來的誤差,準確度較高,所以被廣泛采用。
2、波束偏移法
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)生偏移來反映流體流速的,低流速時,靈敏度很低適用性不大.
3、多普勒法
多普勒法是利用聲學多普勒原理,通過測量不均勻流體中散射體散射的超聲波多普勒頻移來確定流體流量的。超聲波發(fā)生器為一固定聲源,隨流體以同速度運動的固體顆粒與聲源有相對運動,該固體顆粒可把入射的超聲波反射回接收器。入射聲波與反射聲波之間的頻率差就是由于流體中固體顆粒運動而產(chǎn)生的聲波多普勒頻移。由于這個頻率差正比于流體流速,所以通過測量頻率差就可以求得流速,進而可以得到流體流量。適用于含懸浮顆粒、氣泡等流體流量測量。
三、優(yōu)點
超聲波流量計是非接觸式測量儀表,適于測量不易接觸和觀察的流體以及大管徑流量。與傳統(tǒng)機械式流量計相比,超聲波流量計不用在流體中安裝測量元件,故不會改變流體的流動狀態(tài),不產(chǎn)生附加阻力,儀表的安裝及檢修均可不影響生產(chǎn)管線運行,是一種理想的節(jié)能型流量計。
原文轉(zhuǎn)載自網(wǎng)絡
觀點僅代表作者本人,不代表本站立場。