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1、超声波流量计Ultrasonic FlowmeterUSF1.超声波流量计 工作原理“传播时间法”先来看段视频英国物理学家Raleigh爵士流体流动对超声束(或超声脉冲)的作用“多普勒效应法”奥地利物理学家克里斯琴约翰多普勒Christian Johann Doppler 18031853USF2.超声波流量计 基本结构USF换能器(机械能电能)插入式(接触式 测量)外夹式(非接触式 测量)流量计本体电子数据单元USF声速流速顺流,L 方向加速:AB逆流,L方向减速:BATcvLABcoscvcoscvcosTcvLBAcosT TvLTTBAABBAAB2cosTTcLABBA2()113.
2、超声波流量计 流量公式(传播时间法)“清洁”介质3.超声波流量计 流量公式(传播时间法)USF速 度 式 流 量 计!Velocity-based Flowmeter“清洁”介质T TT TqAvD DTTDTTBAABBAABvBAABBAAB42cos4cos2/sin233.超声波流量计 流量公式(多普勒效应法)USFcffcvDAcoscvcvcvcfffffccvvvBDAAAcoscoscos(1)(1)cos2 cos2 cosfvcffAAB2cosfqADcffvAvAB42cos2速 度 式 流 量 计!Velocity-based Flowmeter“脏污”介质USF波源
3、和观测者的有相对运动时,观测者听到的声音频率会变化。Doppler shiftSourceObserver BObserver A3.超声波流量计 流量公式(多普勒效应法 Doppler effect)3.超声波流量计 流量公式(多普勒效应法)USF超声换能器A向流体发出频率为fA的超声波 经流体中的散射体(固体颗粒或气泡)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。“脏污”介质cffcvDAcoscvcvcvcfffffccvvvBDAAAcoscoscos(1)(1)cos2 cos2 cosfAfDfB3.超声波流量计 流量公式(多普勒效应法)USFcffcvDA
4、coscvcvcvcfffffccvvvBDAAAcoscoscos(1)(1)cos2 cos2 cosfvcffAAB2cosfqADcffvAvAB42cos2速 度 式 流 量 计!Velocity-based Flowmeter“脏污”介质4.超声波流量计 优点USF完全非接触式测量(外夹式),无压损;特别适合大口径、大流量(几乎不增加成本,精度提高);精度较高,液体:0.51.0,气体:1.0 2.5;可测量非导电性液体,对无阻挠测量的电磁流量计是一种补。.4.超声波流量计 缺点多普勒法测量精度不高。传播时间法只能用于清洁液体和气体;多普勒法只能用于测量含有一定量悬浮颗粒和气泡的液体;USF