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超声波流量计的工作原理及系统组成

编辑:上海巨贯工业自动化设备有限公司时间:2021-08-25

  原理:

  超声波流量计按测量原理分类:①时差法;②多普勒效应法;③相关法;④噪声法;⑤波束偏移法。时差法的多普勒效应法是以ZUI为无所不在。时差法超声波流量计主要用于测量单相液体,而多普勒超声波流量计用于测量含有适量固体颗粒或气泡的多相流体。例如,煤浆、污水、泥浆和其他含有更多固体或杂质的液体通常不适合测量清洁流体。

  流量计以多普勒效应为工作原理,即发射声源被相对运动的介质反射时,反射信号和发射信号的频率不同。这种现象称为多普勒效应,这种频率差称为多普勒频差。

  管道外壁安装了两个特别规划的传感器,由于传感器不接触流体,可以用来测量腐蚀性或有害液体。一个压电晶体,即发射换能器T,连续向流体发射频率为Ft的超声波,并通过管壁进入流体。少量超声波遇到流体中的气泡、颗粒、悬浮物等介质,产生反射频率为fr的超声波,将被接收传感器即接收换能器R接收,接收频率fr将经历多普勒频移Fd。发送和接收的频率差与流体流速成比例。理论计算公式为:

  Fd=Ft-Fr=(2V X cosθ/C)X Ft

  式中C为声波在声楔中的传播速度(已依据折射定理将液体中的声速换算而来),V为流体流速,θ为超声波与流体流向夹角,由上式得:

  v=C/(Ft Xcosθ)X Fd

  从上面的公式可以看出,通过测量部位Fd可以得到流量v,q=π.D2/4(D为圆管内径,所以通过测量流量v可以得到流量q。

  该流量计可有效测量泥浆、乳液、泥浆等介质。