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超聲波流量計(jì)工作原理

閱讀:33      發(fā)布時(shí)間:2025-7-4
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超聲波流量計(jì)工作原理

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超聲波流量計(jì)是利用超聲波在流體中傳播時(shí)因流體流動(dòng)而產(chǎn)生的速度變化來(lái)測(cè)量流量的儀器,其工作原理基于超聲波在流體中的傳播特性及相關(guān)物理效應(yīng),具體可從以下核心原理、測(cè)量方法和關(guān)鍵技術(shù)展開介紹:
一、核心工作原理:超聲波在流體中的傳播特性
超聲波是頻率高于 20kHz 的機(jī)械波,在流體中傳播時(shí),其傳播速度會(huì)受到流體流動(dòng)的影響。當(dāng)超聲波在流動(dòng)的流體中順流或逆流傳播時(shí),其實(shí)際傳播速度會(huì)發(fā)生變化,具體表現(xiàn)為:

順流傳播時(shí):超聲波的傳播速度 = 超聲波在靜止流體中的速度 + 流體流速分量;

逆流傳播時(shí):超聲波的傳播速度 = 超聲波在靜止流體中的速度 - 流體流速分量。
通過測(cè)量超聲波在順流和逆流方向傳播的時(shí)間差、相位差或頻率差,即可計(jì)算出流體的流速,再結(jié)合管道截面積,進(jìn)而求得流量。

優(yōu)缺點(diǎn)總結(jié)
優(yōu)點(diǎn):

非接觸式測(cè)量,不破壞流體流動(dòng)狀態(tài),壓損小;

適用范圍廣,可測(cè)量多種流體(包括腐蝕性、高粘度流體);

量程比大(可達(dá) 100:1),精度高(時(shí)差法精度可達(dá) ±0.5%);

安裝維護(hù)方便,尤其外夾式無(wú)需停產(chǎn)施工。

缺點(diǎn):

多普勒法對(duì)流體中的懸浮顆粒依賴性強(qiáng);

時(shí)差法對(duì)流體清潔度要求高,含氣泡或雜質(zhì)時(shí)測(cè)量精度下降;

測(cè)量精度受溫度、壓力等環(huán)境因素影響(需溫度補(bǔ)償);

小口徑管道(如 DN50 以下)測(cè)量難度較大。

超聲波流量計(jì)憑借其非接觸、高精度的特點(diǎn),在現(xiàn)代工業(yè)和流體測(cè)量中應(yīng)用廣泛,其工作原理的核心是利用超聲波與流體流動(dòng)的相互作用,通過精確測(cè)量傳播參數(shù)的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)流量計(jì)量。


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