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水泵知识

时间差法超声波流量计

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     图7-26是时间差法超声波流量计测量系统框图。安装在管道两侧的换能器交替发射和接受超声波,设超声波顺流方向的传播时问为t1,逆流方向的传播时间为t2,有

公式1

    式中D-管道直径;
           τ-超声波在管壁厚度内传播所需要的时间。
  用式(7-13)减去式(7-12),并忽略v22cos2θ(<<c2)项,可得超声波顺流和逆流传播的时间差为△t=2D/c.tanθv/c2则v=c2tanθ△t/2D
    所以,管道内被测流体的体积流量为
qv=Av=πDc2tanθ△t/8
  式中A-管道的流动截面面积。
    对于已安装好的换能器和确定的被测介质,式(7-14)中的D、θ和c都是已知的常数,所以体积流量qv与时间差△t成正比,测得时问差出就可以换算出流量qv。

图7-26

    在图7-26所示的测量系统中,主控振荡器以一定的频率控制切换器,使安装在管道两侧的两个换能器以相应的频率交替发射和接受超声波。输出门得到超声波发射和接受的信号后,以方波的形式输出超声波发射与接受的时间间隔,即传播时间(方波的宽度与相应的传播时间成正比)。在输出门信号的控制下,锯齿波电压发生器产生相应的锯齿波电压,其电压峰值与输出门的方波宽度成正比。由于超声波顺流和逆流的传播时间不等,故输出门输出的方波宽度不同,相应产生锯齿波电压峰值也不相等。显然,顺流时的电压低于逆流时的电压峰值。峰值检波器分别将两种电压峰值检出后,送到差分放大器中进行比较放大,最后输出与超声波顺、逆流传播时问差成正比的信号,显示相应的流量值。

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