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插入式超声波多普勒流量计的测量原理

日期:2021-09-14 09:05
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摘要:
 
  当插入式超声波多普勒流量计超声波束在液体中传播时,液体的流动将使传播时间产生微小变化,并且其传播时间的变化正比于液体的流速,其关系符合下列表达式。
  其中
  θ为声束与液体流动方向的夹角
  M 为声束在液体的直线传播次数
  D 为管道内径
  Tup 为声束在正方向上的传播时间
  Tdown为声束在逆方向上的传播时间
  ΔT=Tup –Tdown
  插入式超声波多普勒流量计设静止流体中的声速为c,流体流动的速度为u,传播距离为L,当声波与流体流动方向一致时(即顺流方向),其传播速度为c+u;反之,传播速度为c-u.在相距为L的两处分别放置两组超声波发生器和接收器(T1,R1)和(T2,R2)。当T1顺方向,T2逆方向发射超声波时,超声波分别到达接收器R1和R2所需要的时间为t1和t2,则
  t1=L/(c+u); t2=L/(c-u)
  由于在工业管道中,流体的流速比声速小的多,即c>>u,因此两者的时间差为 ▽t=t2-t1=2Lu/cc 由此可知,当声波在流体中的传播速度c已知时,只要测出时间差▽t即可求出流速u,进而可求出流量Q。利用这个原理进行流量测量的方法称为时差法。此外还可用相差法、频差法等。


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