N76超声流量计.pptx
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1、7.6.1 工作原理及组成通过检测流体流动时对超声束(或超声脉冲)的作用,以测量体积流量的仪表。超声流量计的特点:可作非接触测量;无流动阻挠测量,无额外压力损失;适用于大型圆形管道和矩形管道;多普勒超声流量计可测量固相含量较多或含有气泡的液体;超声流量计可测量非导电性液体,在无阻挠流量测量方面是对电磁流量计的一种补充。讨论用于测量封闭管道液体流量的超声流量计。封闭管道用超声流量计分类 传播时间法;多普勒效应法;波束偏移法;相关法;噪声法 1.传播时间法声波在流体中传播,顺流方向声波传播速度会增大,逆流方向则减小,同一传播距离就有不同的传播时间。利用传播速度之差与被测流体流速的关系求取流速,称之
2、传播时间法。按测量具体参数分类:时差法、相位差法频差法。传播时间法原理(1)流速方程式 超声波逆流从换能器1送到换能器2的传播速度c被流体流速Vm所减慢,反之,超声波顺流从换能器2传送到换能器1的传播速度则被流体流速加快,上面两式相减并变换可得上面两式相减并变换可得 式中,式中,L L超声波在换能器之间传播路径的长度(超声波在换能器之间传播路径的长度(mm););x x传播路径的轴向分量(传播路径的轴向分量(mm););t t1212从换能器从换能器1 1到换能器到换能器2 2的传播时间(的传播时间(s s););t t2121从换能器从换能器2 2到换能器到换能器1 1的传播时间(的传播时间
3、(s s););c c超声波在静止流体中的传播速度(超声波在静止流体中的传播速度(m/sm/s););V Vmm流体通过换能器流体通过换能器1 1、2 2之间声道上平均流速(之间声道上平均流速(m/sm/s)(2)流量方程式测量和计算的流速是声道上的线平均流速,计算流量所需是流通横截面的面平均流速,二者的数值是不同的,差异取决于流速分布状况因此,必须用一定的方法对流速分布进行补偿。对于夹装式换能器仪表,还必须对折射角受温度变化进行补偿,才能精确的测得流量。体积流量体积流量q qv v为:为:式中,式中,K K 流速分布修正系数,流速分布修正系数,K K=V Vmm/V V D DN N 管道内
4、径。管道内径。K K是单声道通过管道中心的流速(分布)修正系数。是单声道通过管道中心的流速(分布)修正系数。管道雷诺数管道雷诺数ReReD D变化变化K K值将变化,值将变化,仪表范围度为仪表范围度为1010时,时,K K值变化约为值变化约为1 1;范围度为范围度为100100时,时,K K值约变化值约变化2 2。流动从层流转变为紊流时,流动从层流转变为紊流时,K K值要变化约值要变化约3030。所以要精确测量时,必须对所以要精确测量时,必须对K K值进行动态补偿。值进行动态补偿。2.多普勒(效应)法多普勒(效应)法是利用在静止(固定)点检测从移动源发射声波多产生多普勒频移现象。多普勒法超声波
5、流量计原理图多普勒法超声波流量计原理图(1)流速方程式 超声换能器A向流体发出频率为fA的超声波,经照射域内液体中散射体,散射的超声波产生多普勒频移fd,接收换能器B收到频率为fB的超声波,其值为:多普勒频移多普勒频移f fd d正比于散射体流动速度:正比于散射体流动速度:(2)流量方程式流量方程式形式上与式(7.6.4)相同 K Kd d是散射体的是散射体的“照射域照射域”在管中心附近的系数;在管中心附近的系数;其值不适用于在大管径或含较多散射体达不到管中心附近其值不适用于在大管径或含较多散射体达不到管中心附近就获得散射波的系数。就获得散射波的系数。(3)液体温度影响的修正 流体声速c是温度
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