超聲波流量計(jì)根據(jù)檢測(cè)的方式,可分為傳播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪聲法及相關(guān)法等不同類型的超聲波流量計(jì)。
傳播速度差法超聲波流量計(jì):傳播速度差法超聲波流量計(jì)測(cè)量的流速只是管路某一個(gè)直徑方向上的平均流速,該測(cè)量值是線平均,不是一般要求的面平均。因此,該測(cè)量值與實(shí)際流量值之間存在一定的誤差,但一般地說,如果流速分布的變化不大,測(cè)量精度的影響大約在1%以下?;诖?,在根據(jù)幾何聲學(xué)原理推導(dǎo)超聲波流量計(jì)基本方程時(shí),應(yīng)遵循3個(gè)基本假定:
(1)管道內(nèi)流體質(zhì)點(diǎn)各點(diǎn)流速沿橫截面均勻分布,并認(rèn)為等于平均流速;
多普勒法超聲波流量計(jì):雖然多普勒超聲波流量計(jì)的精度受多方面的影響,但其中有一重要影響是多普勒頻移數(shù)值的估計(jì),大部分流量計(jì)仍使用過零檢測(cè)法,精度不高 。
超聲多普勒信號(hào)是大量顆粒及氣泡的背向散射形成的 ,而且多普勒信號(hào)是分布在發(fā)射頻率附近的窄帶信號(hào)。
[2],根據(jù)統(tǒng)計(jì)理論得出平均速度與該窄帶信號(hào)的平均頻率之間具有較為固定的關(guān)系
[3],從而可以將對(duì)流速度的估計(jì)轉(zhuǎn)換為對(duì)多普勒信號(hào)平均頻率的估計(jì) ,現(xiàn)在存在的平均頻率估計(jì)方法有信號(hào)過零檢測(cè)法 ,頻譜分析法 ,鎖相環(huán)路法等 ,這些方法在實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜性和測(cè)量精度方面各有優(yōu)缺點(diǎn),其中 ,過零檢測(cè)法由于其實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單應(yīng)用較為廣泛 ,但是精度不高,而且在理論上存在最大為15%的誤差
[4]測(cè)流體的流量實(shí)際上只要測(cè)得流體的流速即可,而流速是由測(cè)量多普勒頻移獲得的
波束偏移法超聲波流量計(jì):它的發(fā)送器沿垂直于管道的軸線發(fā)送一束聲波,由于流體流動(dòng)的作用,聲波束向下游偏移一段距離。偏移距離與流速成正比。
勒頻移來確定流體流量的,適用于含懸浮顆粒、氣泡等流體流量檢測(cè)。相關(guān)法是利用相關(guān)技術(shù)檢測(cè)流量,原理上,此法的檢測(cè)準(zhǔn)確度與流體的聲速無關(guān),因而與流體溫度,濃度等無關(guān),因而檢測(cè)準(zhǔn)確度高,適用范圍廣。但相關(guān)器價(jià)格貴,線路比較復(fù)雜。在微處理機(jī)普及應(yīng)用后,這個(gè)缺點(diǎn)可以克服。
噪聲法(聽音法)是利用管道內(nèi)流體流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的噪聲與流體的流量有關(guān)的原理,通過檢測(cè)噪聲表示流量或流量值。其方法簡(jiǎn)單,設(shè)備價(jià)格便宜,但準(zhǔn)確度低。
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