超聲波流量計的測量原理可分為速度差法,射束位移法和多普勒效應法等。不同的測流方法也用不同的流量計算公式,下面就由蘇州三泰測控的技術小哥,帶大家一起來了解一下速度差法超聲波流量計流量計算公式 ,探討超聲波流量計計算方法是什么。
圖左為超聲波在順逆流中的傳播情況,F為發射換能器,J為接收換能器;右為超聲波在管壁間的傳播。
超聲波流量計流量計換算方法
1、時間差法
假設靜止流體中的聲速為c,流體速度w,流體靜止時超聲軌跡與管道軸線之間的夾角為θ,管道直徑為d,則:
(1) 順流傳播時間為:
(2)逆流傳播時間為:
公式中
是超聲波在管壁內和電脈沖信號在電路中傳輸所產生的的滯后時間。
(3)時間差:
因為
,因此:
(4) 流量公式:
當然,這其中也存在兩個小問題,一是聲速c受介質溫度、密度等變化的影響,且聲速的溫度系數并非常數。因此,當聲速變化時,由此產生的流量測量的相對誤差將等于聲速相對誤差的兩倍;二是時間差如果要保證1%的準確度,則要求測量時間△t達到0.01μ/ s的準確度,所以對電子線路的要求很高,并且限制了測量流速的下限。
以上就是利用時間差法來換算流量的方法,下面一起看一下相位差法怎么看超聲波流量計換算方法。
(時間差法超聲波流量計)
2、相位差法
如果換能器發射連續超聲波或者發射周期較長的脈沖波列,則在順流和逆流發射時接收到的信號之間就產生了相位差
,而
,則流速公式為:
公式中,
為角頻率,
為順流和逆流發射時接收到的超神波信號之間的相位差。由此可見,相位差和頻率成正比,頻率越高,測量的靈敏度也越高。采用相位差法介意消除聲速的影響。
3、頻率差法
超聲波流量計的換算方法還有哪些?超聲波流量計一側的換能器產生的聲波脈沖穿過管壁、流體、管壁,并由另一側的換能器接收轉化為電脈沖,經過放大后再用此電脈沖來激發對面的換能器,形成單環自激振蕩,震蕩周期由超聲波在流體中的傳播速度決定,周期的倒數即單環頻率。一段時間以后,切換電路使發射換能器切換成接收換能器,接收換能器切換成發射換能器,測出單環頻率,如此循環交替測出f1,f2 。
體積流量qv與頻率差△f之間的關系為:
公式中,K為流量修正系數;f0為超聲波基準頻率。
綜上所述,超聲波流量計實際上測量的是流體的速度,因此難免會受到流體速度分布不均的影響,因此會有10D和5D(D為被測管道周長)的直管段長度要求。上述三種就是速度差法超聲波流量計流量計換算方法 。如果對超聲波流量計感興趣,歡迎關注 蘇州三泰測控!
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