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氣體超聲波流量計的工作原理與公式計算1、氣體超聲波流量計的工作原理 超聲波流量計的測量原理可分為時差法、頻差法和相位差法等[’〕。上海上自儀公司由于時差法準確度高,抗干擾能力強,故應用較廣泛。 1.1氣體流速的計算 聲波是一種機械輻射能,它是以實際物質(zhì)為載體的縱向壓力波,當振動體與介質(zhì)相接觸時便產(chǎn)生聲波,聲波通過某一介質(zhì)的速率簡稱聲速,如果已知氣體的密度.聲速值可以確定。超聲波的預率在20000H:以上.遠遠大于管道上經(jīng)常產(chǎn)生的十擾頻率(60Hz),超聲波流非常計以側(cè)量聲波在流動介質(zhì)中傳播的時間與流量的關(guān)系為原理,每個測量通道有一對用來交稗發(fā)射和接收超聲波信號的傳感器,聲波在流體中的實際傳播速度是由介質(zhì)靜止狀態(tài)下的聲速(c)和流體軸向流速(v)在聲波傳播方向_r.的分址組成,故聲波由上游向下游傳輸?shù)臅r間小于聲波由下游向上游傳輸?shù)臅r間,這個時間差與流體的流速存在關(guān)系,通過從上下游測的的傳輸時間可以計算出流體的速度和聲波的速度。 氣體超聲波流量計測量原理示意圖所示。 假設(shè)聲道長度為L,管道的內(nèi)徑為D,兩個傳感器的連線與管道的軸向成一定的角度功,超聲波在介質(zhì)靜止狀態(tài)下的聲速為。,管道內(nèi)氣體的流速為。,則超聲波沿氣流順向的傳播時間t,、沿氣流逆向的傳播時間t,分別為:由于傳播時間t,‘:是由電子部件測量出實際值,則氣體流速:、聲速??捎墒?1)和式(2)推導結(jié)果如下: 1.2氣體工況流量的計算 氣體的工況流量口是由管道內(nèi)氣體的平均流速Vm乘以管道的橫截面積得出:由式(3)測量氣體流速為氣體沿著聲道方向的平均速度,即在流體流動方向的速度分量。上海上自儀公司管道內(nèi)氣體的平均流速Vm與氣體沿著多個聲道方向的流速之間的關(guān)系所示。式中:n為聲道的數(shù)量;I(Vi ,…,Vn)的精確形式因聲道的幾何分布情況以及數(shù)值的計算方法的不同而不同。 |