一、由于超 聲波流量計采用非接觸測量的方法,因此可以在特殊條件下(如高溫高壓、防爆、強腐蝕等)進行測量。即使在一般條件下,接觸式流量計(如差壓式、流量計等)會對流體的流動產(chǎn)生一定的阻力,而且在黏性比較大的流體中使用時,準確度會顯著降低。而超聲波流量計不會產(chǎn)生附加阻力,也很少受流體黏性的影響。可見超聲波流量計屬于非接觸式測量,對流體場無干擾,無阻力件,不產(chǎn)生壓力損失。
二、安裝方便。只要將管外壁打磨光,抹上硅油,使其接觸良好即可。
三、 超聲波流量計受介質(zhì)物理性質(zhì)的限制比較少,適應(yīng)性較強。例如電磁流量計和激光流量計對不導(dǎo)電和不透明的流體就難以應(yīng)用,而超聲波流量計則不受影響,可測量各種介質(zhì)。適應(yīng)于腐蝕性、黏性、渾濁度大的流體,而且測量準確度高。
四、輸出信號為線性的。 超聲波流量計的測量原理是:超聲波在流動介質(zhì)中傳播時,其傳播速度與在靜止介質(zhì)中的傳播速度不同,其變化量與介質(zhì)流速有關(guān)。測得這一變化量就能求得介質(zhì)的流速,進而求出流量。例如超聲波在順流和逆流中的傳播情況,如圖4-10所示。圖中F為發(fā)射換能器,J為接收換能器,u為介質(zhì)流速,c為介質(zhì)靜止時聲速。順流中超聲波的傳播速度為c+u,逆流中超聲波的傳播速度為c-u,順流和逆流之間速度差與介質(zhì)流速u有關(guān)。測得這一差值即可求得流速u,進而通過計算得到流量值qv=Au。測量速度差的方法很多,常用的有時間差法、相位差法和頻率差法。
圖4-11所示為超聲波在管壁間的傳播軌跡。介質(zhì)靜止時超聲軌跡為實線,它與軸線之間的夾角為θ。當介質(zhì)平均流速為u時,傳播的軌跡為虛線所示,它與軸線間夾角為θ/。速度Cu為兩個分速度(u和c)的向量和,為了 使問題簡化,認為θ=θ/(因為在一般情況c》u),這時可得Cu=C+ucosθ。
 近年來超聲波流量測量技術(shù)已獲得了迅速的發(fā)展,它已經(jīng)成為流量測量技術(shù)中的一個重要分支。除了液體流量的測量,在氣體和氣粉體(雙相流體)流速測量方面,超聲波方法也有其可取之處,在氣體介質(zhì)方面可測出瞬時和脈動流速,它還能同時測出溫度。在火電廠中采用氣動方式輸送煤粉燃料,需要測得煤粉的質(zhì)量流量,采用一般方法難以獲得滿意的結(jié)果,而超聲波法可以單獨測量粉狀物質(zhì)的點速度(如超聲多普勒法),也可以測量煤粉氣流的流速(如相差法等),然后根據(jù)粉狀材料顆粒大小計算顆粒物質(zhì)的流速;或者配合以氣粉體密度測量,獲得氣粉體質(zhì)量流量。
超聲波流量計雖然具有許多的特點,但也存在一些缺點:當液體中有氣泡或有噪聲時,會影響聲波傳播;超聲波流量計實際測定的是流體速度,它將受速度分布不均勻的影響,雖可以校正,但不十分準確,故要求超聲波流量計前后分別有10D和5D的直管道長度;另外從以上的分析可知 超聲波流量計結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,成本較高。
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