日本oval超声波流量计原理

发布日期：2021-03-18 浏览次数：947

日本oval超声波流量计原理

1，什么是超声波？

超声波是人耳无法听到的高频声波，通常定义为20 kHz或更高的声振动。简而言之，它是一种高频声音。自然界中有许多利用超声波的动物。其中，z著ming的是蝙蝠和海豚。蝙蝠尤其是夜行性的，必须飞过无光的洞穴或在黑暗中识别外来敌人。因此，蝙蝠区分它们自身产生的超声波的反射波，以识别它们的伴侣并确认物体的位置。

2。为什么要超声波

由于超声波是声振动，因此它们需要传输诸如气体，液体或固体之类的介质。因此，它与甚至在真空中传播的无线电波（电磁波）*不同。与无线电波相比，超声波具有较慢的传播速度（超声波传播的速度）和较短的波长，因此此特性用于测距仪，厚度计，医疗诊断设备和此处介绍的流量计。用于。那么为什么传播速度会很慢呢？这很容易。因为，“无线电波太快了，无法使用”。

考虑到空气，超声波的传播速度约为340 m / s，而无线电波的传播速度约为300,000,000 m / s（300,000 km / s）。无线电波比超声波快约880,000倍。如果您行驶相同的距离，则更快意味着更少的时间。*，您可以通过看“雷声”来理解这一点。闪烁后，一段时间后您会听到黎明。由于光的传播速度与无线电波的传播速度相同，因此光与声之间的时间差就是无线电波与声波之间的速度差。

例如，假设将传感器以45度角放置在直径为50 mm的管道上，如上图所示，并测量每个传感器传播的时间。由于传感器之间的距离约为71 mm，因此超声波约为0.2 ms（毫秒），而无线电波约为0.2 ns（纳秒）。实际上，关键是要能够识别出非常短的0.2 ns无线电波时间差，但这是一项艰巨的任务。即使可以识别，其准确性也极低。
因此，超声波适用于短距离测量，例如测距仪，测厚仪，流量计和医疗诊断程序。另一方面，如果物体很大并且很远（例如，距离30 km的物体），则无线电波适合实际使用。因此，无线电波被用于雷达，广播和通信。

3。超声波流量计的测量原理

超声波流量计有几种方法，例如传播时间差法，传播时间倒数差法，环绕法和多普勒法。每种都有其自己的特性，但将解释z常用的传播时间倒数差分法（频率差分法）。

换能器（超声波传感器）在管道中的预定位置放置，以交替发送和接收超声波。在无流量的情况下，超声波从上游侧A向下游侧B传播的时间T_ab与超声波从B侧向A传播的时间T_ba相等，得到下式。


在此，L是超声波的传播距离（即，换能器之间的距离），C是声速。

当有水流时，从A到B的超声波沿水流的前进方向旋转，这是顺风。因此，它的传播比没有流量时传播得更快。相反，当它从B传输到A时，由于它与流动相反，因此成为顺风，并且比没有流动时要慢。将其表示为方程式，


其中V是流速，而φ是管轴与超声传播轴之间的角度。
根据该关系，当取各传播时间的倒数（频率差）时，通过




从上述方程式中除去上述方程式的声波项，从而z终获得气体流速，温度和压力，从而获得流速V。即使声速由于诸如波动之类的原因而发生变化，也可以进行稳定的测量，因为它不会影响流速的计算。从这里开始，可以通过将上述流速乘以管截面积A以获得


流速来获得体积流速。

5，超声波流量计的特点（摘要）

超声波流量计的特点

　　1。结构简单，没有机械运动部件
　　。超大射程能力
　　3。无压力损失
　　4。可以进行正向和反向测量
　　5。与涡街流量计相比，制造大直径更容易

。另外，在超声波流量计的测量原理中必须注意以下几点。（分为气体和液体）

　　<气体和液体的通用名称>
　　　　1。受流速分布的影响（需要一些上游直管或整流器）
　　　　2。与Koriori流量计相似，检测量是模拟量，因此存在分辨率问题
　　　　　　（从零流量开始的“可测量”变为“精度差”）
　　<对于气体>
　　　　1。由于超声噪声，减压阀和节流阀不能安装在附近
　　　　。不能用于有大量灰尘，薄雾等的管道上。
　　<对于液体>
　　　　1。无法测量是否混入了会散射超声波（例如气泡）的东西。