多普勒超声波流量计的工作原理如图所示。
发射换能器T发射一定频率的超声波以在气泡和流动液体中的固体颗粒上产生气泡,并且由接收换能器R接收散射波,并且频率变化与颗粒的移动速度成比例。
(或气泡)(由于换能器具有一定的方向性,所接收的散射信号基本上从管道中心附近发射)。
多普勒频移d与流速之间的关系如下:多普勒超声波流量计,由超声波流量传感器和控制器组成。
下图显示了整个机器的框图。
双频多普勒流量计是一种新产品,其中控制器使换能器以短间隔间歇地产生两个不同频率的连续波。
生成的多普勒信号与原始频率具有固定的频率差,而噪声不是。
两个多普勒信号重叠并升高,并且在处理信息之后,获得多普勒频移d,并计算流速或流速。
这种新型多普勒流量计具有抗噪声能力,可显着提高测量精度。
多普勒超声波流量计需要足够大的散射体存在于流体中。
通常,散射体的速度与流体的速度(滑移)显着不同,并且流体的流速必须远大于颗粒沉淀的临界速度。
此外,测量的速度是散射体遇到的速度,因此速度测量很大程度上依赖于流速分布和流动状态,也就是说,直管段需要很长(管道直径的20倍)或者更多)。
因此,使用这种方法有一定的局限性。
除了上述特征外,还有其自身的优点。
1没有零漂移。
由于d与之成比例,因此当流体静止时不会发生多普勒频移。
因此,控制器显示单元不会出现零漂移。
2不受声学信号幅度变化的影响。
声信号在通过流体传播时受到衰减,受到干扰和波动。
虽然幅度变化,但发射和接收频率不受影响。
双频多普勒方法更能抵抗噪声干扰。
3好分辨率。
由于传输频率t的选择高,因此可以获得对于测量的流速更高的d,因此分辨率更好。
测量与流体的声速无关。
1.液体中细颗粒的浓度。
由于多普勒方法与气泡和颗粒反射的声信号一起工作,如果流体不含气泡和颗粒,它就不起作用。
含有30%或更多最小悬浮颗粒的流体用作测量对象。
2.确保直管段的长度和安装位置合理。
为了确保管道中的液体流速分布良好(在大多数情况下为湍流状态),消除了不均匀状态,直管段的长度在上游至少15D,下游为5D或者更多。
管道中的流场状态确定补偿系数,否则误差增大。
3.传感器不应安装在以下位置:管道未满;液体向下流动;它离肘部太近了;管道中有沉积物堆积。
在水平排列的线路上,传感器不应安装在管道的上侧或下侧。
4.声音耦合更好。
非侵入式换能器安装现场的墙面应更好,平整光滑,定位应相对准确。
超声换能器和管壁之间的声耦合(声学接触)由油脂完成。
脂肪和油可以是硅油,硅油,大马士革油,机油等。
耦合层不能侵入空气或固体。
5.应准确测量管的内径。