超声波流量计的测流原理及其应用
图2多声道超声波流量计测流原理图
多普勒法测量原理,是依据声波中的多普勒效应,检测其多普勒频率差。超声波发生器为一固定声源,随流体以同速度运动的固体颗粒与声源有相对运动,该固体颗粒可把入射的超声波反射回接收器。入射声波与反射声波之间的频率差就是由于流体中固体颗粒运动而产生的声波多普勒频移。由于这个频率差正比于流体流速,所以通过测量频率差就可以求得流速,进而可以得到流体流量,如图3。
图3多普勒超声波流量计测流原理图
平均多普勒频移Δ-f可以表示为:
ΣNi——产生多普勒频移Δfi的粒子数;
Δfi——任一个悬浮粒子产生的多普勒频移。
由上可知,该流量计测得的多普勒频移信号仅反映了信息窗区域内的流体速度,因此要求信息窗应位于管渠内接近平均流速的部位,才能使其测量值反映管渠内流体的平均流速。
图4多普勒信息窗示意图
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