日本oval超聲波流量計原理

發布日期：2021-03-18      瀏覽次數：1730

日本oval超聲波流量計原理

1，什么是超聲波？

超聲波是人耳無法聽到的高頻聲波，通常定義為20 kHz或更高的聲振動。簡而言之，它是一種高頻聲音。自然界中有許多利用超聲波的動物。其中，z著ming的是蝙蝠和海豚。蝙蝠尤其是夜行性的，必須飛過無光的洞穴或在黑暗中識別外來敵人。因此，蝙蝠區分它們自身產生的超聲波的反射波，以識別它們的伴侶并確認物體的位置。

 

2。為什么要超聲波

由于超聲波是聲振動，因此它們需要傳輸諸如氣體，液體或固體之類的介質。因此，它與甚至在真空中傳播的無線電波（電磁波）*不同。與無線電波相比，超聲波具有較慢的傳播速度（超聲波傳播的速度）和較短的波長，因此此特性用于測距儀，厚度計，醫療診斷設備和此處介紹的流量計。用于。那么為什么傳播速度會很慢呢？這很容易。因為，“無線電波太快了，無法使用”。

考慮到空氣，超聲波的傳播速度約為340 m / s，而無線電波的傳播速度約為300,000,000 m / s（300,000 km / s）。無線電波比超聲波快約880,000倍。如果您行駛相同的距離，則更快意味著更少的時間。*，您可以通過看“雷聲”來理解這一點。閃爍后，一段時間后您會聽到黎明。由于光的傳播速度與無線電波的傳播速度相同，因此光與聲之間的時間差就是無線電波與聲波之間的速度差。

例如，假設將傳感器以45度角放置在直徑為50 mm的管道上，如上圖所示，并測量每個傳感器傳播的時間。由于傳感器之間的距離約為71 mm，因此超聲波約為0.2 ms（毫秒），而無線電波約為0.2 ns（納秒）。實際上，關鍵是要能夠識別出非常短的0.2 ns無線電波時間差，但這是一項艱巨的任務。即使可以識別，其準確性也極低。
因此，超聲波適用于短距離測量，例如測距儀，測厚儀，流量計和醫療診斷程序。另一方面，如果物體很大并且很遠（例如，距離30 km的物體），則無線電波適合實際使用。因此，無線電波被用于雷達，廣播和通信。

 

3。超聲波流量計的測量原理

超聲波流量計有幾種方法，例如傳播時間差法，傳播時間倒數差法，環繞法和多普勒法。每種都有其自己的特性，但將解釋z常用的傳播時間倒數差分法（頻率差分法）。

 

換能器（超聲波傳感器）在管道中的預定位置放置，以交替發送和接收超聲波。在無流量的情況下，超聲波從上游側A向下游側B傳播的時間T _ab與超聲波從B側向A傳播的時間T _ba相等，得到下式。

　　　　
在此，L是超聲波的傳播距離（即，換能器之間的距離），C是聲速。

當有水流時，從A到B的超聲波沿水流的前進方向旋轉，這是順風。因此，它的傳播比沒有流量時傳播得更快。相反，當它從B傳輸到A時，由于它與流動相反，因此成為順風，并且比沒有流動時要慢。將其表示為方程式，
　　　　 

其中V是流速，而φ是管軸與超聲傳播軸之間的角度。
根據該關系，當取各傳播時間的倒數（頻率差）時，通過

　　　　 
　　　　 

從上述方程式中除去上述方程式的聲波項，從而z終獲得氣體流速，溫度和壓力，從而獲得流速V。即使聲速由于諸如波動之類的原因而發生變化，也可以進行穩定的測量，因為它不會影響流速的計算。從這里開始，可以通過將上述流速乘以管截面積A以獲得

　　　
流速來獲得體積流速。

 

5，超聲波流量計的特點（摘要）

超聲波流量計的特點

　　1。結構簡單，沒有機械運動部件
　　。超大射程能力
　　3。無壓力損失
　　4。可以進行正向和反向測量
　　5。與渦街流量計相比，制造大直徑更容易

。另外，在超聲波流量計的測量原理中必須注意以下幾點。（分為氣體和液體）

　　<氣體和液體的通用名稱>
　　　　1。受流速分布的影響（需要一些上游直管或整流器）
　　　　2。與Koriori流量計相似，檢測量是模擬量，因此存在分辨率問題
　　　　　　（從零流量開始的“可測量”變為“精度差”）
　　<對于氣體>
　　　　1。由于超聲噪聲，減壓閥和節流閥不能安裝在附近
　　　　。不能用于有大量灰塵，薄霧等的管道上。
　　<對于液體>
　　　　1。無法測量是否混入了會散射超聲波（例如氣泡）的東西。