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多普勒流量计的构成及基本性能特点
关键字:多普勒超声流量计,超声流量计,流量计    日期:2012-9-20 8:33:25

      这里介绍一种单频率多普勒超声流量计,它由超声流量传感器和转换器组成。图1所示
是整机方框图。传感器由一对带声楔的超声换能器和标准管段组成,超声换能器是插入式
的。在发射器上产生一定的连续波频率ƒt,经放大后加在发射换能器T上。T所发射的超声
波通过声楔传递到液体中,照射在流体气泡或颗粒上。接收换能器有良好的指向性,所接
收到的散射波信号基本上是从管的中心附近区域反射来的。信号经放大与f混频,检波放大,
得到了接收频率fr和ft的差值,即ƒd。这个多普勒频率ƒd乘上补偿系数K,得到平均流速υ,
再乘以管的截面积求得流量。


                                            图1     单频多普勒超声流量计方框图

    单、双频率多普勒超声流量计的基本技术性能见表1。
    双频多普勒流量是新出现的产品,以SX-40型为主要代表。其变送器使换能器间断地短
时间产生两个不同频率的连续波声信号。所产生的多普勒信号与原频率会有固定的频差,
噪声则没有。将两个多普勒信号重叠、提升,经信息处理后,获得多普勒频移fd,计算出
来流速或流量。这种新型多普勒流量计能抗噪声,并使测量精确度明显提高,见表1。


                                                表1              单、双频多普勒流量计的技术性能

    四、特点
    实用的多普勒流量计不仅有本章第一节二中所述的特点,还有其自身的优点。    
    ①没有零点漂移。由于fd正比于υ,在流体静止时,不产生多普勒频移。因此,变
送器显示单元不出现零点漂移。
    ②不受声信号幅度变化影响。声信号在流体中传播时会衰减,受扰动而起伏。尽
管幅度变化,但发射和接收频率却不受影响。双频率多普勒法更具有抗干扰噪声的能力。
    ③分辨力好。由于发射频率ft选择较高,对于所测流速可以得到较高的fd,因此分
辨力较好。例如ft为2MHz,θ角为60。,v为Im/s时,fd约为1.33kHz,IHz约为0. 7mm/s。
    ④双频多普勒超声流量计测量精确度已达1%。虽然比不上时差法,但是其仪表价格相
对要低。
    ⑤测量与流体声速无关。
 

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