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日本oval超聲波流量計(jì)原理

  • 發(fā)布日期:2021-03-18      瀏覽次數(shù):1286
    • 日本oval超聲波流量計(jì)原理

      1,什么是超聲波?

      超聲波是人耳無(wú)法聽到的高頻聲波,通常定義為20 kHz或更高的聲振動(dòng)。簡(jiǎn)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(dòng)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(guò)無(wú)光的洞穴或在黑暗中識(shí)別外來(lái)敵人。因此,蝙蝠區(qū)分它們自身產(chǎn)生的超聲波的反射波,以識(shí)別它們的伴侶并確認(rèn)物體的位置。

       

      2。為什么要超聲波

      由于超聲波是聲振動(dòng),因此它們需要傳輸諸如氣體,液體或固體之類的介質(zhì)。因此,它與甚至在真空中傳播的無(wú)線電波(電磁波)*不同。與無(wú)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(zhǎng),因此此特性用于測(cè)距儀,厚度計(jì),醫(yī)療診斷設(shè)備和此處介紹的流量計(jì)。用于。那么為什么傳播速度會(huì)很慢呢?這很容易。因?yàn)椋?ldquo;無(wú)線電波太快了,無(wú)法使用”。

      考慮到空氣,超聲波的傳播速度約為340 m / s,而無(wú)線電波的傳播速度約為300,000,000 m / s(300,000 km / s)。無(wú)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(shí)間。*,您可以通過(guò)看“雷聲”來(lái)理解這一點(diǎn)。閃爍后,一段時(shí)間后您會(huì)聽到黎明。由于光的傳播速度與無(wú)線電波的傳播速度相同,因此光與聲之間的時(shí)間差就是無(wú)線電波與聲波之間的速度差。

      例如,假設(shè)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(cè)量每個(gè)傳感器傳播的時(shí)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(wú)線電波約為0.2 ns(納秒)。實(shí)際上,關(guān)鍵是要能夠識(shí)別出非常短的0.2 ns無(wú)線電波時(shí)間差,但這是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。即使可以識(shí)別,其準(zhǔn)確性也極低。
      因此,超聲波適用于短距離測(cè)量,例如測(cè)距儀,測(cè)厚儀,流量計(jì)和醫(yī)療診斷程序。另一方面,如果物體很大并且很遠(yuǎn)(例如,距離30 km的物體),則無(wú)線電波適合實(shí)際使用。因此,無(wú)線電波被用于雷達(dá),廣播和通信。

       

      3。超聲波流量計(jì)的測(cè)量原理

      超聲波流量計(jì)有幾種方法,例如傳播時(shí)間差法,傳播時(shí)間倒數(shù)差法,環(huán)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(shí)間倒數(shù)差分法(頻率差分法)。

       

      換能器(超聲波傳感器)在管道中的預(yù)定位置放置,以交替發(fā)送和接收超聲波。在無(wú)流量的情況下,超聲波從上游側(cè)A向下游側(cè)B傳播的時(shí)間T ab與超聲波從B側(cè)向A傳播的時(shí)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(dāng)有水流時(shí),從A到B的超聲波沿水流的前進(jìn)方向旋轉(zhuǎn),這是順風(fēng)。因此,它的傳播比沒(méi)有流量時(shí)傳播得更快。相反,當(dāng)它從B傳輸?shù)紸時(shí),由于它與流動(dòng)相反,因此成為順風(fēng),并且比沒(méi)有流動(dòng)時(shí)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(jù)該關(guān)系,當(dāng)取各傳播時(shí)間的倒數(shù)(頻率差)時(shí),通過(guò)

           
           

      從上述方程式中除去上述方程式的聲波項(xiàng)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(dòng)之類的原因而發(fā)生變化,也可以進(jìn)行穩(wěn)定的測(cè)量,因?yàn)樗粫?huì)影響流速的計(jì)算。從這里開始,可以通過(guò)將上述流速乘以管截面積A以獲得

         
      流速來(lái)獲得體積流速

       

      5,超聲波流量計(jì)的特點(diǎn)(摘要)

      超聲波流量計(jì)的特點(diǎn)

        1。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,沒(méi)有機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件
        。超大射程能力
        3。無(wú)壓力損失
        4。可以進(jìn)行正向和反向測(cè)量
        5。與渦街流量計(jì)相比,制造大直徑更容易

      另外,在超聲波流量計(jì)的測(cè)量原理中必須注意以下幾點(diǎn)。(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(jì)相似,檢測(cè)量是模擬量,因此存在分辨率問(wèn)題
            (從零流量開始的“可測(cè)量”變?yōu)?ldquo;精度差”)
        <對(duì)于氣體>
          1。由于超聲噪聲,減壓閥和節(jié)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(duì)于液體>
          1。無(wú)法測(cè)量是否混入了會(huì)散射超聲波(例如氣泡)的東西。

    聯(lián)系方式
    • 電話

    • 傳真

    在線交流