超声波流量计的工作原理

2023-12-26 09:26:40 admin

超声波流量计分为 "多普勒法 "和 "传播时差法 "两种,它们测量流量的原理各不相同。

下面将介绍每种方法的流量测量机制,以及它们的优点。


1-1. 多普勒型的工作原理

多普勒型是超声波流量计的一种,利用与声音有关的现象“多普勒效应”,利用超声波来测量流量

多普勒效应是一种当声源或观察者移动时听到声音的方式(其频率)发生变化的现象。多普勒效应还与声源和观察者移动的速度有关,并且可以通过检查频率的变化来测量它们移动的速度。

在多普勒方法中,超声波被施加到流体中的气泡或固体物体,并且检查反射的超声波以测量频率的变化。根据频率的变化可以求出流体的速度(流速),也可以计算出管道内的流量。

多普勒法不能用于测量不存在气泡和其他气泡的流体的流速,因为超声波必须作用于气泡和固体。 它适用于测量杂质较多的流体的流速,如污水和废水。 但其缺点是测量结果的误差可能比传播时差法大。


1-2. 传播时间差法的原理

传播时间差法是超声波流量计的一种,它通过管道发射超声波并测量时间差,直到接收器接收到它们

超声波在管道中传播时,其传播速度会受到流速的影响。 例如,如果超声波从上游流向下游,则超声波的速度会因流速而增加。

传播时差法通过超声波速度的时差来确定流速,从而计算出通过管道的流量。

传播时差法要求超声波穿过管道,因此无法准确测量杂质较多的流体。 它适用于测量已在一定程度上去除杂质的流体或完全不含杂质的液体和气体(如超纯水)的流速。

2.超声波流量计的优点

以下是超声波流量计的三个典型优点。

・有夹钳型

超声波流量计有两种类型:一种是接液型,即超声波发射器和接收器安装在管道内;另一种是夹钳型,即发射器和接收器安装在管道外。 超声波流量计的优点是可提供钳夹式,而许多流量计需要在管道内进行安装。

夹钳型流量计只需将设备安装在管道外侧即可进行流量测量,无需进行管道安装。 这样做的好处是没有任何部件会阻碍管道内的流动,也不会造成流体压力损失。

・测量精度高

超声波流量计,无论是多普勒型还是传播时间差型,都利用超声波的特性,可以高精度地测量流量。可以测量各种流体的流量,而不受流体温度、压力、粘度等的影响。

・对测量结果的快速响应

超声波流量计使用的超声波具有声速,因此具有从测量开始到结果输出响应速度快的优点。它可以快速响应流量的变化,也适合测量流体压力周期性波动的脉动流量和流量管理。

与其他类型的流量计相比,超声波流量计具有便携、易于测量的优点,可用于没有内置流量计的管道设备。


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