多普勒超聲波流量計

  多普勒超聲流量計是利用多普勒效應而產生的一種測流裝置,F今,它已是一種測量工業用水、污水流量的重要儀表。實際應用有便攜式、固定式。超聲換能器多為非侵入式的。測量管徑 12 一 5000mm ;精確度在士 1 % ~士 5 %。與時差法相比要低得多,甚至一些產品僅給出重復性,士 0 . 5 % ~士 1 % ,而沒有精確度指標。

一、工作原理

  多普勒流量計的工作原理:發射換能器 T 輻射頻率的超聲波,從流動著液體內的氣泡和固體顆粒上產生的散射波被接收換能器 R 所接收,其頻率變化與粒子(或氣泡)的移動速度成正比。

二、構成和基本技術性能

  單頻率多普勒超聲流量計,它由超聲流量傳感器和轉換器組成。傳感器由一對帶聲楔的超聲換能器和標準管段組成,超聲換能器是插人式的。在發射器上產生的連續波頻率 ft ,經放大后加在發射換能器 T 上。 T 所發射的超聲波通過聲楔傳遞到液體中,照射在流體氣泡或顆粒上。接收換能器有良好的指向性,所接收到的散射波信號基本上是從管的中心附近區域反射來的。信號經放大與 ft 混頻,檢波放大,得到了接收頻率 fr 和 ft 的差值,即 fd 。這個多普勒頻率幾乘上補償系數 K ,得到平均流速 v ,再乘以管的截面積求得流量。

  雙頻多普勒流量變送器使換能器間斷地短時間產生兩個不同頻率的連續波聲信號。所產生的多普勒信號與原頻率會有固定的頻差,噪聲則沒有。將兩個多普勒信號重疊、提升,經信息處理后,獲得多普勒頻移 fd ,計算出來流速或流量。這種新型多普勒流量計能抗噪聲,并使測量精確度明顯提高 。

三、特點

  實用的多普勒流量計不僅有本章一節二中所述的特點,還有其自身的優點。

① 沒有零點漂移

② 不受聲信號幅度變化影響。

③ 分辨力好。

④ 雙頻多普勒超聲流量計測量精確度已達 1 %。雖然比不上時差法,但是其儀表價格相對要低

⑤ 測量與流體聲速無關。

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