超聲波流量計的工作原理
超聲波流量計分為 "多普勒法 "和 "傳播時差法 "兩種,它們測量流量的原理各不相同。
下面將介紹每種方法的流量測量機制,以及它們的優(yōu)點。
1-1. 多普勒型的工作原理
多普勒型是超聲波流量計的一種,利用與聲音有關的現(xiàn)象“多普勒效應”,利用超聲波來測量流量。
多普勒效應是一種當聲源或觀察者移動時聽到聲音的方式(其頻率)發(fā)生變化的現(xiàn)象。多普勒效應還與聲源和觀察者移動的速度有關,并且可以通過檢查頻率的變化來測量它們移動的速度。
在多普勒方法中,超聲波被施加到流體中的氣泡或固體物體,并且檢查反射的超聲波以測量頻率的變化。根據(jù)頻率的變化可以求出流體的速度(流速),也可以計算出管道內(nèi)的流量。
多普勒法不能用于測量不存在氣泡和其他氣泡的流體的流速,因為超聲波必須作用于氣泡和固體。 它適用于測量雜質(zhì)較多的流體的流速,如污水和廢水。 但其缺點是測量結果的誤差可能比傳播時差法大。
1-2. 傳播時間差法的原理
傳播時間差法是超聲波流量計的一種,它通過管道發(fā)射超聲波并測量時間差,直到接收器接收到它們。
超聲波在管道中傳播時,其傳播速度會受到流速的影響。 例如,如果超聲波從上游流向下游,則超聲波的速度會因流速而增加。
傳播時差法通過超聲波速度的時差來確定流速,從而計算出通過管道的流量。
傳播時差法要求超聲波穿過管道,因此無法準確測量雜質(zhì)較多的流體。 它適用于測量已在一定程度上去除雜質(zhì)的流體或完全不含雜質(zhì)的液體和氣體(如超純水)的流速。
2.超聲波流量計的優(yōu)點
以下是超聲波流量計的三個典型優(yōu)點。
?有夾鉗型
超聲波流量計有兩種類型:一種是接液型,即超聲波發(fā)射器和接收器安裝在管道內(nèi);另一種是夾鉗型,即發(fā)射器和接收器安裝在管道外。 超聲波流量計的優(yōu)點是可提供鉗夾式,而許多流量計需要在管道內(nèi)進行安裝。
夾鉗型流量計只需將設備安裝在管道外側即可進行流量測量,無需進行管道安裝。 這樣做的好處是沒有任何部件會阻礙管道內(nèi)的流動,也不會造成流體壓力損失。
?測量精度高
超聲波流量計,無論是多普勒型還是傳播時間差型,都利用超聲波的特性,可以高精度地測量流量??梢?/span>測量各種流體的流量,而不受流體溫度、壓力、粘度等的影響。
?對測量結果的快速響應
超聲波流量計使用的超聲波具有聲速,因此具有從測量開始到結果輸出響應速度快的優(yōu)點。它可以快速響應流量的變化,也適合測量流體壓力周期性波動的脈動流量和流量管理。
與其他類型的流量計相比,超聲波流量計具有便攜、易于測量的優(yōu)點,可用于沒有內(nèi)置流量計的管道設備。