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超聲波流量計工作原理

2015/2/1 13:19:04      點(diǎn)擊:

超聲波流量計工作原理:

根據對信號檢測的原理,超聲流量計可分為傳播速度差法(直接時(shí)差法、時(shí)差法、相位差法和頻差法)、波束偏移法、多普勒法、互相關(guān)法、空間濾法及噪聲法等。
1、時(shí)差法 測量順逆傳播時(shí)傳播速度不同引起的時(shí)差計算被測流體速度。
它采用兩個(gè)聲波發(fā)送器(SA和SB)和兩個(gè)聲波接收器
超聲流量計(RA和RB)。同一聲源的兩組聲波在SA與RA之間和SB與RB之間分別傳送。它們沿著(zhù)管道安裝的位置與管道成θ角(一般θ=45°)(圖1)。由于向下游傳送的聲波被流體加速,而向上游傳送的聲波被延遲,它們之間的時(shí)間差與流速成正比。也可以發(fā)送正弦信號測量?jì)山M聲波之間的相移或發(fā)送頻率信號測量頻率差來(lái)實(shí)現流速的測量。


2、相位差法 測量順逆傳播時(shí)傳播時(shí)由于時(shí)差引起的相位差計算速度。
它的發(fā)送器沿垂直于管道的軸線(xiàn)發(fā)送一束聲波,由于流體流動(dòng)的作用,聲波束向下游偏移一段距離。偏移距離與流速成正比。


3、頻差法 測量順逆傳播時(shí)傳播時(shí)的聲環(huán)頻率差。
當超聲波在不均勻流體中傳送時(shí),聲波會(huì )產(chǎn)生散射。流
超聲流量計體與發(fā)送器間有相對運動(dòng)時(shí),發(fā)送的聲波信號和被流體散射后接收到的信號之間會(huì )產(chǎn)生多普勒頻移。多普勒頻移與流體流速成正比。圖2中被測流體的區域位于發(fā)射波束與接收到的散射波束的交叉之處。要求波束很窄,使兩波束的夾角θ不致受到波束寬度影響。也可只采用一個(gè)變換器既作為發(fā)送器又作為接收器,這種方式稱(chēng)為單通道式。在單通道多普勒血液流量計中,發(fā)送器間隔地發(fā)送聲脈沖信號,在兩個(gè)聲脈沖間隔的時(shí)間中,接收從血管壁和血管內紅血球反射回來(lái)的聲脈沖信號。采用控制線(xiàn)路選擇給定距離處的紅血球反射信號,通過(guò)比較后得到多普勒頻移,它與血液流速成正比。在已知血管橫截面時(shí)可得到血液流量。

 

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