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超声波流量计分类

超声波流量计根据检测的方式,可分为传播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪声法及相关法等不同类型的超声波流量计

传播速度差法超声波流量计:传播速度差法超声波流量计测量的流速只是管路某一个直径方向上的平均流速,该测量值是线平均,不是一般要求的面平均。因此,该测量值与实际流量值之间存在一定的误差,但一般地说,如果流速分布的变化不大,测量精度的影响大约在1%以下。基于此,在根据几何声学原理推导超声波流量计基本方程时,应遵循3个基本假定:

(1)管道内流体质点各点流速沿横截面均匀分布,并认为等于平均流速;

(2)不考虑超声波射线在流动媒质中传播时的曲线轨迹和传播方向的改变;
(3)忽略声导折射面上的曲率,并认为管道内壁光滑。
 

多普勒法超声波流量计:虽然多普勒超声波流量计的精度受多方面的影响,但其中有一重要影响是多普勒频移数值的估计,大部分流量计仍使用过零检测法,精度不高 。

 

超声多普勒信号是大量颗粒及气泡的背向散射形成的 ,而且多普勒信号是分布在发射频率附近的窄带信号。
[2],根据统计理论得出平均速度与该窄带信号的平均频率之间具有较为固定的关系
[3],从而可以将对流速度的估计转换为对多普勒信号平均频率的估计 ,现在存在的平均频率估计方法有信号过零检测法 ,频谱分析法 ,锁相环路法等 ,这些方法在实现的复杂性和测量精度方面各有优缺点,其中 ,过零检测法由于其实现简单应用较为广泛 ,但是精度不高,而且在理论上存在最大为15%的误差
[4]测流体的流量实际上只要测得流体的流速即可,而流速是由测量多普勒频移获得的

波束偏移法超声波流量计:它的发送器沿垂直于管道的轴线发送一束声波,由于流体流动的作用,声波束向下游偏移一段距离。偏移距离与流速成正比。

勒频移来确定流体流量的,适用于含悬浮颗粒、气泡等流体流量检测。相关法是利用相关技术检测流量,原理上,此法的检测准确度与流体的声速无关,因而与流体温度,浓度等无关,因而检测准确度高,适用范围广。但相关器价格贵,线路比较复杂。在微处理机普及应用后,这个缺点可以克服。

噪声法(听音法)是利用管道内流体流动时产生的噪声与流体的流量有关的原理,通过检测噪声表示流量或流量值。其方法简单,设备价格便宜,但准确度低。

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