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超声波流量计的工作原理是怎样的?

时间:2021-09-10
超声波流量计是通过检测流体流动对超声波束(或超声波脉冲)的影响来测量流量的仪表。超声波通过在流动流体中的传播,携带流体速度信息,并对信号进行处理,将其转化为流动信息。测量精度高,不受气体中固体颗粒和液滴各种参数的干扰,多次反射可延长声程。
超声波流量计的工作原理: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,流体的流速可以通过接收的超声波来检测,超声波可以被转换成流速。超声波脉冲通过管道从一个传感器传到另一个传感器,就像渡船的船夫过河一样。当气体不流动时,声脉冲以相同的速度(声速,c)向两个方向传播。如果管道中的气体有一定的流速v(不等于零),则沿流动方向的声脉冲传递得更快,而逆流动方向的声脉冲传递得更慢。这样,下行传输时间tD会更短,上行传输时间tU会更长。这里提到的更长或更短与气体不流动时的传输时间相比。
 
超声波流量计常用的测量方法有传播速度差法、多普勒法等。传播速度差法包括直接时差法、相位差法和频率差法。其基本原理是测量超声波脉冲沿电流和逆电流的速度之差,以反映流体的流速,从而测量流速。多普勒法的基本原理是利用声波中的多普勒效应,测量下游流与逆流的频差,以反映流体的流速,获得流速。

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