時(shí)差式超聲波流量計(jì)基于超聲波在流體中順逆流傳播的時(shí)間差實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量,其核心工作原理及技術(shù)要點(diǎn)如下:
?? ? 一、工作原理?。
?雙向聲波傳播?:
在管道兩側(cè)對(duì)稱(chēng)安裝超聲波換能器(發(fā)射/接收一體),交替發(fā)射超聲波脈沖:
?順流方向?:聲波傳播時(shí)間 t1=L/c+vcosθ
逆流方向?:聲波傳播時(shí)間 t2=L/c?vcosθ
其中 L為聲程,c 為靜態(tài)流體聲速,v 為流體流速,θ 為聲束與管軸的夾角。
?時(shí)間差測(cè)算?:
計(jì)算順逆流時(shí)間差 Δt=t2?t1Δt=t2?t1,化簡(jiǎn)得:
Δt=2Lvcosθ/(c2?v2cos2θ)
當(dāng) c?v 時(shí),近似為 Δt≈2Lvcosθ/c2。
?流量計(jì)算?:
流速 v=Δt?c2/2Lcosθ,結(jié)合管道截面積 A 得流量 Q=v?AQ=v?A 。
?二、關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)?。
? 高精度計(jì)時(shí)電路?:測(cè)量微秒級(jí)時(shí)間差(典型分辨率 0.1ns),保證±0.5%精度。
? 多聲道布局?:大型管道采用2-8組換能器,覆蓋不同流層,消除流速分布不均誤差。
? 聲路角優(yōu)化?:固定θ=45°(標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)),平衡時(shí)間差靈敏度與信號(hào)衰減。
? 溫度/壓力補(bǔ)償? :內(nèi)置傳感器實(shí)時(shí)修正聲速cc(聲速受介質(zhì)溫壓影響)。
?三、適用場(chǎng)景與限制?。
?優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域?:清潔均質(zhì)流體(水、油品、超純水),管徑覆蓋 ?DN15–DN6000mm? ;無(wú)壓損、無(wú)接觸測(cè)量,適用腐蝕性/高純度介質(zhì)。
?局限性?:含大量氣泡或固體顆粒(濁度>5%)的流體因聲波散射導(dǎo)致信號(hào)衰減;直管段要求:上游≥10D、下游≥5D(D為管徑),避免紊流干擾。
時(shí)差式超聲波流量計(jì)以 ?時(shí)間差ΔT? 為直接測(cè)量量,通過(guò)聲路幾何優(yōu)化與多聲道融合技術(shù),實(shí)現(xiàn)工業(yè)級(jí)高精度流量監(jiān)測(cè),成為清潔流體計(jì)量的主流方案。
北京創(chuàng)誠(chéng)致佳科技有限公司專(zhuān)業(yè)從事分析測(cè)試儀器設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)制造、市場(chǎng)開(kāi)發(fā)、國(guó)際貿(mào)易、銷(xiāo)售及技術(shù)服務(wù)。