超声波流量计测量原理
按测量原理超声波流量计分为以下几种:
(1)波速差法;(2)多普勒法;(3)旋涡法;(4)波速偏移法;(5)相关法。
超声波流量计测量原理是通过测量流体流速来实现的流量计算,严格说它属于速度型流量计,准确测量平均流速是超声波流量计的主要任务。
一。波速差法
实验证明,当超声波沿管道轴向传播时,顺流传播时间与逆流传播时间是不同的,其时间差与流速快慢有关。通过对时间差的测量,可间接求出流速。波速差法可分时间差法、相位差法和频率差法。
(1)时间差法:一般情况下,液体中声速为1000m/s以上,而多数工业中的被测液体流速平均流速仅为每秒几米。
(2)相位差法:利用顺流方向和逆流方向的超声波相位差实现对流速的测量。
(3)频率差法:根据当超声波沿管道轴向传播时,顺流传播频率与逆流传波频率的不同。
二。多普勒法
多普勒效应是指:当光波在流体中传播时,若流体介质与光波成角度相对运动,接收器的接收频率与发射器的发射频率之差将与流动介质相对速度成正比。
三。旋涡法
旋涡法超声波流量计采用类似于涡街流量计的旋涡发生器,当流体流动时,在下游端产生有序双排涡列。当换能器发出等频等幅超声波穿过漩涡时,将会引起超声波二次调制,其调制频率幅度和流速有关,流速越快,漩涡发生越强烈,调制频率幅度越高。若被检测介质静止,则不会产生二次调制。如能有效测出调制频率幅度,即可通过它与原波幅的差值间接求出介质流速和体积流量。
四。波速偏移法
任何发射波在传播过程中,成角度穿过流动介质时,因介质表面的折射现象将会产生波束偏移,偏移角度和介质流速成正比。而偏移角度通常用接收器所接受的波速强度差值来表征。波速法超声波流量计一般由一个发射器和两个接收器组成。
五。相关法
相关法超声波流量计。在流体连续性方程的约束下,任意两个流体的截面均为互相关联。下游截面B继承上游截面A的流动性特征,其继承不能完全。其两点间的距离越短,流速越慢,其关联干扰程度越大。 |